如何在 C 中动态创建和读取结构？

Question

我怎样才能做这样的事情（只是一个例子）：

any_struct *my_struct = create_struct();
add_struct_member(my_struct, "a", int_member);
add_struct_member(my_struct, "b", float_member);

这样我就可以“从外部”（地址addressOfMyStruct）加载和使用具有此处给定结构的结构实例？

any_struct_instance *instance = instance(my_struct, addressOfMyStruct);
int a = instance_get_member(instance, "a");
float b = instance_get_member(instance, "b");

我也希望能够以这种方式动态创建结构实例。

我希望很清楚我想要做什么。我知道C/Invoke 可以做到这一点，但是有没有单独的库可以做到这一点？

Answer 1

实际上，在 C 中演示使这项工作的代码对于 SO 帖子来说有点过于复杂。但解释基本概念是可行的。

您在这里真正创建的是一个模板化的属性包系统。要保持这种状态，您需要做的一件事是一些关联结构，例如哈希表。我会说使用 std::map 但你提到这是一个仅限 C 的解决方案。为了讨论起见，我只是假设您有某种可用的哈希表。

“create_struct”调用需要返回一个结构，该结构包含一个指向哈希表的指针，这使得const char* 本质上是一个size_t。此映射定义了创建结构的新实例所需的内容。

“insance”方法本质上将创建一个新的哈希表，其成员数量与模板哈希表相同。让我们暂时抛开懒惰的评估，并假设您预先创建了所有成员。该方法将需要遍历模板哈希表，为每个条目添加一个成员并分配指定大小的内存块。

instance_get_member 的实现将简单地按名称在地图中进行查找。不过，签名和使用模式将需要更改。 C 不支持模板，必须选择可以表示所有数据的通用返回类型。在这种情况下，您需要选择void*，因为这就是需要存储内存的方式。

void* instance_get_member(any_struct_instance* inst, const char* name);

您可以通过添加 envil 宏来模拟模板来改善这一点

#define instance_get_member2(inst, name, type) \
  *((type*)instance_get_member((inst),(name)))
...
int i = instance_get_member2(pInst,"a", int);

Answer 2

到目前为止，您已经定义了一个问题，剩下的就是一些（在某些部分有点棘手）实现。您只需要跟踪信息：

typedef struct {
    fieldType type;
    char      name[NAMEMAX];
    /* anything else */
} meta_struct_field;
typedef struct {
    unsigned          num_fields;
    meta_struct_field *fields;
    /* anything else */
} meta_struct;

然后create_struct() 为meta_struct 分配内存并将其初始化为0，add_struct_member() 在my_struct.fields 上执行alloc()/realloc() 并递增my_struct.num_fields。其余部分以同样的方式进行。

您还需要union 中的meta_struct_field 来保存实例中的实际值。

Answer 3

我很久以前做过一些。

我这样做的方法是生成包含结构定义的代码，以及用于访问它的所有例程，然后“动态”编译并链接到 DLL，然后动态加载该 DLL。