具有不同成员的 C++ 结构 - 在运行时决定

Question

我有以下情况。下面附上一个伪代码。我有一个 A 类，它有一个 D 或 E 类型的对象 c 并且这会有所不同（实际上是随机决定的）。它使用 b 作为与远程计算机通信的消息。

1. 那么，我应该如何让结构 B 具有不同的变量（在这种情况下为浮点数或双精度数）？
2. 此外，当我打开一个套接字并传输一个对象时，该对象现在将具有不同的大小。远程计算机不知道对象的大小是否对应于 sizeof(int) + sizeof(float) 或 sizeof(int) + sizeof(double)。我需要大小作为参数来接收数据包，我该如何解决这个问题？

代码：

class C 
{
  ...
};

class D: public C
{
  ...
};

class E: public C
{
  ...
};

struct B
{
  int a;
  // If A->c is of type D
  float b;
  // If A->c is of type E
  double b;
};

class A
{
  B b;
  C *c;
  A()
  {
    c = (C*) new D;
    //c = (C*) new E;
  }
  ...
  ...
  void transmit()
  {
    //b has some attributes depending on whether c is of type D or E
    //Open a socket and send packets via UDP
    //The remote host receives the packets
  }
};

我希望这能解释我的问题。如果不清楚或模棱两可，请告诉我。我将提供更多细节和解释。提前致谢。

Answer 1

使用 factory pattern 在运行时创建对象。

或者，使用模板：

template <class T>
class A {
   T a;
}


A<int> a = new A<int>();
A<double> b = new A<double>();

第二部分很简单。
在您的发送-接收协议中，在 sizeof (int) 的开头保留 4 个字节......然后用 sizeof(a) 填充它

Answer 2

由于 D 和 E 都派生自 C，因此您的实现看起来是正确的：

c = (C*) new D;

虽然我会删除 C-Cast（这不是必需的，如果您需要强制转换，您应该使用 C++ 变体）。

c = new D;

您如何传输数据将取决于您。但通常您需要在该部分信息前加上类型信息，以便目的地了解如何解码以下流。

send(a->a);
send("1") if a->c is D
send("2") if a->c is E
send(<Conditional Part>);

作为旁注。查找智能指针。在你的类中使用原始指针是一个坏主意（而不是好的 C++）。

Answer 3

在纯 C++ 和原始套接字上工作真的很忙，许多人最终通过套接字传递结构，而不考虑其他问题因此而上升..

1. 您需要注意 big-endian 和 host-endian 转换
2. 并非所有编译器都按原样处理结构。您经常需要使用#pragma 包来强制处理结构的大小。一些编译器不支持这个。

如果您不担心性能，我建议您将数据作为易于解析的 XML/ini 内容发送。INI 阅读器附带方便您可以将参数读取为浮点或双精度..

如果您仍然喜欢二进制内容，我建议您学习 ASN.1 符号，但至少您需要 2 周的时间来完全练习您的项目，然后您将停止使用现有协议或使用您的自定义协议..

因此，您的问题没有直接的解决方案。您可以要求您的类 C 或 D 通过套接字发送序列化数据，而不是在内存中发送结构的副本，对象的类型作为第一个字节，接下来 2/4 字节中的数据长度，实际数据到继续休息。然后您实现一个读取器类，该类读取第一个字节，然后它决定对象的类型，然后将调用委托给相应的类以读取其余数据。

Answer 4

首先，您的类层次结构看起来很可疑。从您所展示的内容来看，B 和C 之间没有任何关系，除了存在第三种类型A，它包含一个B 对象和一个C 指针。然而，B 中的变量类型应该取决于A 对象中的指针指向的C 的哪个子类？

这似乎是不必要的耦合。为什么不将B 的字段合并到C 的相应子类中？

假设您已经修复了类层次结构，那么您就会遇到一个相对直接的问题，即希望通过套接字发送两种不同类型的消息（具有不同的大小）中的一种。这是一个解决方案：

enum message_type {type1, type2};

class message_type1
{
    ...
};

class message_type2
{
    ...
};

// when sending message (pseudocode)
write message_type variable
write message_type1 object OR message_type2 object

// when reading message (pseudocode)
read message_type variable
if type1
    read message_type1 object
else
    read message_type2 object

当然，message_type1 和 message_type2 可以通过作为同一基类的子类或同一模板的实例化等来关联，以避免在两种消息类型有一些共同点时重复。

编辑：您在 cmets 中提到其他答案，您无法将消息拆分为不同的数据包。你能澄清一下这是什么意思吗？ “数据包”不是一个精确的术语：TCP 有段，UDP 和IP 有数据报，以太网有帧。这些都与您在套接字上调用send() 的次数无关（即两次调用send() 确实不 一定意味着发送了两个TCP 段；相反，发出一个调用到send()不保证您的数据将在单个段中传输）。

Answer 5

Union 可以用来解决问题。

struct B
{
  int a;
  bool d; //d = 0 for D and 1 for E
  union
  {
    float b;
    double c;
  }
};