C++中使用struct成员指针填充一个struct

Question

所以我有以下可用的：

struct data_t {
    char field1[10];
    char field2[20];
    char field3[30];
};
const char *getData(const char *key);
const char *field_keys[] = { "key1", "key2", "key3" };

此代码已提供给我，我无法以任何方式修改它。它来自一些旧的 C 项目。

我需要使用具有不同键的 getData 函数来填充结构，如下所示：

struct data_t my_data;
strncpy(my_data.field1, getData(field_keys[0]), sizeof(my_data.field1));
strncpy(my_data.field1, getData(field_keys[1]), sizeof(my_data.field2));
strncpy(my_data.field1, getData(field_keys[2]), sizeof(my_data.field3));

当然，这是一个简化，每个作业中都在进行更多的事情。关键是我想在一个常量结构中表示键和结构成员之间的映射，并用它来转换循环中的最后一个代码。我正在寻找类似以下内容的内容：

struct data_t {
    char field1[10];
    char field2[20];
    char field3[30];
};

typedef char *(data_t:: *my_struct_member);
const std::vector<std::pair<const char *, my_struct_member>> mapping = {
    { "FIRST_KEY" , &my_struct_t::field1},
    { "SECOND_KEY", &my_struct_t::field2},
    { "THIRD_KEY",  &my_struct_t::field3},
};

int main()
{
    data_t data;

    for (auto const& it : mapping) {
        strcpy(data.*(it.second), getData(it.first));
        // Ideally, I would like to do
        // strlcpy(data.*(it.second), getData(it.first), <the right sizeof here>);
    }
}

然而，这有两个问题：

编译不过:)不过我相信应该很容易解决。
我不确定如何获取 sizeof() 参数以使用 strncpy/strlcpy，而不是 strcpy。我使用 char * 作为成员的类型，所以我丢失了关于每个数组有多长的类型信息。另一方面，我不确定如何使用每个成员的特定 char[T] 类型，因为如果每个结构成员指针具有不同的类型，我认为我无法将它们放在 std::vector<T>.

Answer 1

映射可以是将数据写入适当成员的函数

struct mapping_t
{
    const char * name;
    std::function<void(my_struct_t *, const char *)> write;
};

const std::vector<mapping_t> mapping = {
    { "FIRST_KEY",  [](data_t & data, const char * str) { strlcpy(data.field1, str, sizeof(data.field1); } }
    { "SECOND_KEY", [](data_t & data, const char * str) { strlcpy(data.field2, str, sizeof(data.field2); } },
    { "THIRD_KEY",  [](data_t & data, const char * str) { strlcpy(data.field3, str, sizeof(data.field3); } },
};

int main()
{
    data_t data;

    for (auto const& it : mapping) {
        it.write(data, getData(it.name));
    }
}

Answer 2

因为data_t是一个POD结构，你可以使用offsetof()。

const std::vector<std::pair<const char *, std::size_t>> mapping = {
    { "FIRST_FIELD" , offsetof(data_t, field1},
    { "SECOND_FIELD", offsetof(data_t, field2)}
};

那么循环将是：

for (auto const& it : mapping) {
    strcpy(static_cast<char*>(&data) + it.second, getData(it.first));
}

我认为没有任何方法可以类似地获取成员的大小。您可以从下一个成员中减去当前成员的偏移量，但这将包括填充字节。您还必须对最后一个成员进行特殊处理，从结构本身的大小中减去偏移量，因为没有下一个成员。

Answer 3

要遍历您需要的结构成员：

指向该成员开头的偏移量/指针
该成员的大小

struct Map {
    const char *key;
    std::size_t offset;
    std::size_t size;
};

std::vector<Map> map = {
    { field_keys[0], offsetof(data_t, field1), sizeof(data_t::field1), },
    { field_keys[1], offsetof(data_t, field2), sizeof(data_t::field2), },
    { field_keys[2], offsetof(data_t, field3), sizeof(data_t::field3), },
};

一旦有了，我们就需要 strlcpy:

std::size_t mystrlcpy(char *to, const char *from, std::size_t max)
{

    char * const to0 = to;
    if (max == 0) 
        return 0;
    while (--max != 0 && *from) {
        *to++ = *from++;
    }
    *to = '[=11=]';
    return to0 - to - 1;
}

有了这些之后，我们就可以：

data_t data;

for (auto const& it : map) {
    mystrlcpy(reinterpret_cast<char*>(&data) + it.offset, getData(it.key), it.size);
}

那个reinterpret_cast看起来有点难看，但它只是将&data指针移动到需要的字段。

我们还可以创建一个更智能的容器，它在构造时采用变量指针，因此与现有变量绑定，需要一些编写：

struct Map2 {
    static constexpr std::size_t max = sizeof(field_keys)/sizeof(*field_keys);

    Map2(data_t* pnt) : mpnt(pnt) {}

    char* getDest(std::size_t num) {
        std::array<char*, max> arr = {
            mpnt->field1,
            mpnt->field2,
            mpnt->field3,
        };
        return arr[num];
    }

    const char* getKey(std::size_t num) {
        return field_keys[num];
    }

    std::size_t getSize(std::size_t num) {
        std::array<std::size_t, max> arr = {
            sizeof(mpnt->field1),
            sizeof(mpnt->field2),
            sizeof(mpnt->field3),
        };
        return arr[num];
    }

private:
    data_t* mpnt;
};

但可能使迭代更具可读性：

Map2 m(&data);
for (std::size_t i = 0; i < m.max; ++i) {
    mystrlcpy(m.getDest(i), getData(m.getKey(i)), m.getSize(i));
}

onlinegdb.

提供实时代码

Answer 4

基于可变参数模板的解决方案：

struct my_struct_t {
    char one_field[30];
    char another_field[40];
};

template<typename T1, typename T2>
void do_mapping(T1& a, T2& b) {
    std::cout << sizeof(b) << std::endl;
    strncpy(b, a, sizeof(b));
}

template<typename T1, typename T2, typename... Args>
void do_mapping(T1& a, T2& b, Args&... args) {
    do_mapping(a, b);
    do_mapping(args...);
}

int main()
{
    my_struct_t ms;
    do_mapping(
        "FIRST_MAPPING",  ms.one_field, 
        "SECOND_MAPPING", ms.another_field
    );
    return 0;
}

Answer 5

正如我在评论中所解释的那样，如果您可以存储足够的信息来处理映射中的字段，那么您可以编写一个函数来执行相同的操作。

因此，写一个函数来这样做，使用数组引用来确保你所做的是安全的，例如：

template <std::size_t N>
void process_field(char (&dest)[N], const char * src)
{
    strlcpy(dest, getData(src), N);

    // more work with the field...
};

然后简单地，而不是你的 for 循环：

process_field(data.field1, "foo");
process_field(data.field2, "bar");
// ...

请注意，行数与映射相同（每个字段一个），因此在重复方面这并不比映射解决方案差。

现在，优点：

更容易理解。
更快：不需要内存来保存映射，更容易优化等
允许您根据需要轻松地为不同的领域编写不同的函数。

此外，如果你的两个字符串在编译时都是已知的，你甚至可以这样做：

template <std::size_t N, std::size_t M>
void process_field(char (&dest)[N], const char (&src)[M])
{
    static_assert(N >= M);
    std::memcpy(dest, src, M);

    // more work with the field...
};

这将永远是安全的，例如：

process_field(data.field1, "123456789");  // just fits!
process_field(data.field1, "1234567890"); // error

哪个更有优点：

Way 比任何 strcpy 变体都快（如果调用在运行时间内完成）。
保证在编译时安全而不是运行-time。

C++中使用struct成员指针填充一个struct

Use struct member pointer to fill-in a struct in C++

c++

arrays

data-member-pointers