C99：是否可以设计一个没有动态分配的抽象数据类型？

Question

我必须设计一个抽象数据类型，但不允许我使用动态分配。似乎有点棘手...

我目前拥有的：

在adt.c中：

struct adt
{
  bool b;
};

const size_t adtSize = sizeof( struct adt );

// Initialisation of the adt
void Adt_New( struct adt* anAdt, bool b )
{
  // No calloc allowed...
  anAdt->b = b;
}

在adt.h中，丑陋的部分来了：

struct adt; // adt structure

extern const size_t adtSize;

// Bear with me...    
#define ADT_DATA( NAME ) uint8_t NAME ## _storage[ adtSize ]; \
    memset( &NAME ## _storage , 0 , adtSize ); \
    struct adt* NAME = (adt*) & NAME ## _storage;

现在我可以这样使用了：

void TestAdt()
{
  ADT_DATA( a );

  Adt_New( a, true );
}

在专业方面，我有一个不透明的数据类型，我不必使用动态分配。

不利的一面是，这太丑了。当我尝试不从函数内部调用 ADT_DATA( ... ) 时（例如全局），我收到一条错误消息。

有没有可能改进这个？目前，我唯一的选择是将数据类型设置为 public...

TIA 为你的想法！

Answer 1

您的方法根本行不通，因为一旦您开始将 uint8_t 缓冲区用于不相关的目的，您就违反了严格的别名。事实上，这就是您在这里所做的：struct adt* NAME = (adt*) & NAME ## _storage;。那是未定义的行为。

通常，通过在 ADT 中创建您自己的内存池来解决无法访问 malloc（如您的普通嵌入式系统）的问题。内存池是不透明结构类型的 X 对象数组。这是一个不透明指针的例子：

头文件：

typedef struct adt adt;

C文件：

struct adt
{
  // stuff
};


static adt mempool [X];
static size_t mempool_size;    

adt* adt_alloc (/* stuff */)
{
  adt* new_obj;

  new_obj = &mempool[mempool_size];

  mempool_size++;
  if(mempool_size == MAX)
  { /* handle error */ }

  new_obj->this = 123;
  new_obj->that = 456;
  ...

  return new_obj;
}

此方法对于更复杂的 ADT 最有意义。对于更简单的结构，所需的开销可能不值得，在这种情况下，您应该考虑制作整个结构 public。

还有其他方法，我强烈建议阅读所有 Static allocation of opaque data types。很多不错的提示和技巧。

C99：是否可以设计一个没有动态分配的抽象数据类型？

C99: is it possible to design an abstract datatype without dynamic allocation?

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