比较来自外部 API 的两个相同类型的结构

Question

所以基本上我正在尝试比较来自 Vulkan 的两个 VkPhysicalDeviceFeatures，一个来自我正在查看的 VkPhysicalDevice，另一个对应于我实际需要的一组功能。 VkPhysicalDeviceFeatures struct only 包含 VkBool32 成员（它们是 uint32_t 的类型定义），但是 vulkan 的每个次要版本都可以添加未知数量的这些特征。我想做的是简单地将每个结构的成员相互比较，但不是为了相等，更多的是逻辑比较。如果物理设备结构中的相应成员为假，但我的结构为该成员设置为真，则比较应该 return 为假。

我能想到的唯一方法就是 this answer 发布的内容：

bool hasRequiredFeatures(VkPhysicalDevice physical_device,
                              VkPhysicalDeviceFeatures required_features) {

    VkPhysicalDeviceFeatures physical_device_features = getSupportedFeatures(physical_device);
    std::size_t struct_length = sizeof(VkPhysicalDeviceFeatures) / sizeof(VkBool32);

    auto physical_device_features_bool_ptr = reinterpret_cast<VkBool32*>(&physical_device_features);
    auto required_features_bool_ptr = reinterpret_cast<VkBool32*>(&required_features);
    for(std::size_t i = 0; i < struct_length; ++i){
        if(physical_device_features_bool_ptr[i] == VK_FALSE && required_features_bool_ptr[i] == VK_TRUE){
            return false;
        }
    }
    return true;
}

这就是我想要的（虽然如果有一种方法可以通过名称查看哪个特定成员未通过比较会很好，但我想如果没有反射这是不可能的）但我不认为 C++ 保证像这样严格对齐？我有跨平台的方式来完成这个吗？

Answer 1

您的方法存在一个大问题，这与 C++ 关系不大，而与 Vulkan 关系较大。具体来说：

minor version of vulkan can add an unknown number of these structs

这告诉我您打算将这种技术应用到 VkPhysicalDeviceFeatures2，以及可以出现在其 pNext 链中的任何特征结构。因此 "an unknown number of these structs".

嗯，事情是这样的：VkPhysicalDeviceFeatures2 不仅仅是一堆 VkBool。它是一个可扩展的 Vulkan 结构，这意味着它以此类结构共有的 sType 和 pNext 字段开头。所有 post-1.0 Vulkan 设备功能结构也是如此。

可以执行您使用 post-1.0 功能结构声明的代码必须能够采用完整的 pNext 功能结构链并测试它们。为此，您必须知道它们是什么。无法从仅指向任意数据的指针查询该数据包含 X 数量的 VkBools.

要完成这项工作，您需要能够将 sType 值映射到该结构的大小。因此，它不能自动扩展（不，C++ 反射不能解决这个问题；它不知道 struct a void *pNext 指向什么）；这将需要一定程度的手动维护。

幸运的是，Vulkan XML specification description files 清楚地指定了哪些结构可以存在于特定的 pNext 链中。因此，您可以编写一个工具来加载 XML、查找 VkPhysicalDeviceFeatures2，并处理出现在其 pNext 链中的所有结构（这部分说起来容易做起来难，因为 XML 格式仅被构建为由 Khronos 自己的工具处理）以查找可用的结构，并生成您需要的 C++ 信息。我相信您可以用任何脚本语言相对轻松地编写这样的东西。

但是由于您已经在（准合理的）XML 中获得了结构定义，而且您已经获得了无论如何都会生成一些 C++ 代码的工具...您可以只生成实际比较逻辑。也就是说，不是手写成员到成员的比较，而是生成成员到成员的比较。您甚至可以获取不匹配的成员名称。

如果您要处理任意 pNext 链特征，那么您将需要某种生成器工具。如果您无论如何都需要生成器工具，只需使用它即可解决整个问题。

现在，重要的是要认识到假设的 hasRequiredFeatures 实现的生成代码必须是半复杂的。如果您允许完整的 pNext 结构链，那么您需要构建自己的相应等效结构链以用于从 Vulkan 进行查询。这并不是微不足道的。

您需要遍历 pNext 链并检查每个结构的 sType 字段。但是当然，pNext 是一个 void*，因此您将不得不稍微遵守 lie/cheat C++ 的规则才能阅读 sType 字段。基本上，您必须 reinterpret_cast void* 到 VkStructureType*，读取值，将其与您正在处理的所有可能性进行比较，然后从那里继续。你应该跳过任何你不知道的 sType，这将需要做更多的 C++ 技巧。

但是你使用的是低级API；打破 C++ 的规则只是你必须习惯的事情。

对于每个这样的结构，您需要分配一个匹配的结构，适当地填写其 sType，然后将其添加到您正在构建的 pNext 链中。

构建完所有这些后，您就可以进行 Vulkan 调用、进行比较、收集数据，最后删除整个结构链。

如果您的目标确实是坚持使用 VkPhysicalDeviceFeatures 而不是可扩展结构，并且您只是想要一种 C++ 可移植的方法来比较此类结构，那么只需 memcpy 将它们放入 VkBool 数组并比较两个数组是否不匹配。这两种类型是可简单复制的，因此从表面上看，这样做并不是非法的。

此代码尚未编译或测试。

bool hasRequiredFeatures(VkPhysicalDevice physical_device,
                              VkPhysicalDeviceFeatures required_features)
{

    constexpr auto feature_count = sizeof(VkPhysicalDeviceFeatures) / sizeof(VkBool32);
    using FeatureArray = std::array<VkBool, feature_count>;

    auto physical_device_features = getSupportedFeatures(physical_device);

    FeatureArray required;
    memcpy(&required, &required_features, sizeof(FeatureArray));

    FeatureArray retrieved;
    memcpy(&retrieved, &physical_device_features, sizeof(FeatureArray));

    bool did_mismatch = false;
    for(auto it_pair = std::mismatch(required.begin(), required.end(), retrieved.begin());
        it_pair.first != required.end();
        it_pair = std::mismatch(it_pair.first, required.end(), it_pair.second))
    {
        did_mismatch = true
        auto mismatch_index = it_pair.first - required.begin();
        //Do something with mismatch_index
    }

    return did_mismatch;
}

比较来自外部 API 的两个相同类型的结构

Comparing two structs of the same type from external API

c++

struct

vulkan

struct-member-alignment

c++17