用于非 protobuf 类的 protobuf `oneof` 功能的 C++ 实现

Posted 2023-02-16

【中文标题】用于非 protobuf 类的 protobuf `oneof` 功能的 C++ 实现

【英文标题】：C++ implementation of protobuf `oneof` feature for non-protobuf class

【发布时间】：2019-06-18 07:28:16

【问题描述】：

protobuf oneof 功能很棒。但它只能在oneof 中的字段是原始类型或protobuf 消息时使用。如果我有两个类 A 和 B，它们是由 C++ 代码而不是 protobuf 消息定义的，我想实现一个类 AorB，如下所示：

message AorB 
    oneof oneof_name 
        A a = 1;
        B b = 2;
    

我尝试阅读生成的 oneof 字段的 C++ 代码，以了解它是如何实现的。但这很复杂。有什么简洁的方法来实现这个吗？或者我可以直接使用的任何模板？

【问题讨论】：

我不知道 protobufs，但听起来像 std::variant?

In fact, oneof was created to answer the same question in reverse!

【参考方案1】：

根据您可以使用的 C++ 版本，您可以选择std::variant、使用可变参数模板自行开发，或使用union 自行开发。 std::variant 在 C++17 中被添加到语言中，肯定是最容易管理的。可变参数模板版本很棘手。

union 工作到语言的开头，看起来像。

struct MyAorB 
  union 
    A a;
    B b;
  ;
  ~MyAorB()  destruct(); 
  MyAorB& operator=(const MyAorB&) = delete;
  MyAorB& operator=(MyAorB&&) = delete;
  MyAorB(const MyAorB&) = delete;
  MyAorB(const MyAorB&&) = delete;
  enum  HOLDS_NONE, HOLDS_A, HOLDS_B  which_one = HOLDS_NONE;
  A& get_A()  assert(which_one == HOLDS_A); return a; 
  B& get_B()  assert(which_one == HOLDS_B); return b; 
  void set_A(A new_a)  which_one = HOLDS_A; destruct(); a = std::move(new_a); 
  void set_B(B new_b)  which_one = HOLDS_B; destruct(); b = std::move(new_b); 
  void destruct() 
    switch (which_one) 
      case HOLDS_A: a.~A(); break;
      case HOLDS_B: b.~B(); break;
      default: break;
    
  
;

在一个可能有效的基线上。不过，有很多细节可以让它正确。它的基础是联合将值放在重叠的内存中，一次只有一个有效，访问错误的值是未定义的行为。您还需要在重新分配保存的值之前手动销毁。

我可能错过了那里的某个细节。我宁愿把它留给std::variant，但如果你需要编写自己的可区分联合，它会像上面的代码一样开始。

这里有更多关于变体的详细信息：https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant