只有当c++中有活动的东西时，才有一个额外的数据成员

Have an extra data member only when something is active in c++

本文关键字：有一个 数据成员 c++ 活动      更新时间：2023-10-16

我有一个队列的实现，类似于带有struct QueueItem { T data;}的template <typename T> queue<T>，并且我还有一个单独的库，用于对数据在不同位置的传输进行计时（包括通过该队列从一个生产者线程到消费者线程）。为了做到这一点，我将该定时库中的代码插入到队列的推送和弹出函数中，这样当他们分配BufferItem.data时，他们也会将我添加的类型为void*的额外成员分配给该库中的一些定时元数据。也就是说，以前的

void push(T t)
{
  QueueItem i;
  i.data = t;
  //insert i into queue
}

成为

void push(T t)
{
  QueueItem i;
  i.data = t;
  void* fox = timinglib.getMetadata();
  i.timingInfo = fox;
  //insert i into queue
}

QueueItem来自

struct QueueItem
{
 T data;
}

至

struct QueueItem
{
  T data;
  void* timingInfo;
}

然而，我想实现的是，无论何时时序库未激活，都可以从后一个结构切换到更轻的结构。类似于：

if timingLib.isInactive()
 ;//use the smaller struct QueueItem
else
 ;//use the larger struct QueueItem

尽可能便宜。这样做的好方法是什么？

很明显，你不能同时拥有一个大小结构，所以你必须考虑某种形式的继承、指针/引用或并集。

如果T中有"空闲"数据可以被您的timingInfo占用，那么联合将是您的理想选择。如果没有，那么它将和原作一样"沉重"。

使用继承也可能和原来的一样大，因为它会在其中添加一个vtable，这会使它变得过于突出。

因此，下一个选项是只存储一个指针，并将该指针指向要存储的数据，无论是数据还是数据+计时。这种模式被称为"轻量级"，即公共数据与被操作的对象分开存储。这可能就是你想要的（取决于时间信息元数据是什么）。

另一种更复杂的选择是有两个保持同步的队列。您将数据存储在一个中，另一个存储相关的计时信息（如果启用）。如果未启用，则忽略第二个队列。这样做的问题是确保2个保持同步，但这是一个组织问题，而不是技术挑战。也许可以创建一个新的Queue类，该类在内部包含两个真正的队列。

我将首先确认我的假设，即这需要是一个运行时选择，并且不能只构建两个启用/禁用定时的不同二进制文件。这种方法在任何方法中都尽可能多地消除了开销。

所以现在让我们假设我们想要不同的运行时行为。需要有运行时决策，因此有几个选项。如果你可以避免多态性的（相对较小的）成本，那么你可以让你的队列多态，并在启动时创建一个合适的实例，然后它的push会或不会添加额外的数据。

然而，如果这不是一个选项，我相信你可以使用模板来帮助完成你的目的，尽管可能会有一些前期工作，而且它可能会通过额外的代码增加你的二进制文件的大小。

您可以从一个模板开始为类添加计时：

template <typename Timee>
struct Timed : public Timee
{
    void* timingInfo;
};

然后一个定时的QueueItem看起来像：

Timed<QueueItem> timed_item;

对于任何不关心时间的东西来说，这个类看起来就像一个QueueItem：它会根据需要自动向上投射或切片到父级。如果一个方法需要知道定时信息，您可以创建一个重载来知道对Timed<T>做什么，或者进行运行时检查（针对"是否启用了定时"标志）并向下转换到正确的类型。

接下来，您需要更改Queue实例化，以了解它是使用基本QueueItem还是Timed版本。例如，一个可能机制的非常粗略的草图：

template <typename Element>
void run()
{
    Queue<Element> queue;
    queue.setup();
    queue.process();
}
int main()
{
    if(do_timing)
    {
        run<Timed<QueueItem> >();
    }
    else
    {
        run<QueueItem>();
    }
    return 0;
}

当与Timed项一起使用时，您"可能"需要对Queue进行专门化，除非获取元数据是无状态的，在这种情况下，Timed构造函数可以收集信息并在创建时自行填充。那么Queue就保持不变，并依赖于您正在使用的实例化。

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