在 C++ 中初始化 C 结构

Posted 2023-02-17

【中文标题】在 C++ 中初始化 C 结构

【英文标题】：Initialise C-structs in C++

【发布时间】：2012-01-20 14:22:54

【问题描述】：

我正在创建一堆 C 结构，因此我可以封装要通过 dll c 接口传递的数据。结构有很多成员，我希望它们有默认值，这样就可以只指定几个成员来创建它们。

据我了解，结构需要保持 c 风格，因此不能包含构造函数。创建它们的最佳方法是什么？我在想工厂？

【参考方案1】：

struct Foo 
    static Foo make_default ();
;

工厂是矫枉过正。当您想要创建给定接口的实例时使用它，但实现的运行时类型在创建站点上不是静态已知的。

【讨论】：

这是工厂吗？尽管是一个函数，而不是一个类型？

@dangerousdave：你想要的是一个POD，并且这些都允许有static 成员。

@spraff：那是一个抽象工厂。

拥有一个非抽象的、未封装的“工厂”是没有意义的。它只是添加了毫无意义的行话和OOP-ifying something which is really a function。

@Lightness：我认为“工厂”一词的使用并不一致。它通常像您一样使用，表示任何创建对象的函数或对象。有时它专门用于表示工厂方法模式或抽象工厂模式（我认为两者都有一个带有具体实现的工厂接口，尽管我没有 GoF 书）。将“创造事物的任何事物”定义应用于按值返回的问题在于，它使std::sin 成为工厂——它需要double 并返回一个新创建的double。所以这有点毫无意义。

【参考方案2】：

C-Structs 仍然可以有成员函数。但是，如果您开始使用虚函数，就会出现问题，因为这需要在结构内存的某个位置创建一个虚表。普通成员函数（例如构造函数）实际上不会向结构添加任何大小。然后，您可以毫无问题地将结构传递给 DLL。

【讨论】：

@dangerousdave：如果它不起作用，那么我有很多代码会中断。你能提供更多关于你的“实验”的信息吗？对于没有构造函数的结构和有构造函数的结构，你会得到不同的“sizeof”结果吗？

在 C++11 中，这很好，因为它仍然是一个 standard-layout 类（它可以具有构造函数和其他非虚拟成员函数）。在 C++03 中，这在实践中可能没问题，但不能保证添加构造函数会保持布局。

@Mike Seymour：很公平，以前从未听说过（或者更有经验）。您能告诉我规范中涉及该问题的特定部分吗？

C++11, 9/6 定义了 standard-layout 类。我手头没有 C++03 的副本，但从记忆中它的“类”一章，可能是第 9 章，没有定义 standard-layout 的概念，只有 吊舱;并且具有构造函数的类不是 POD。

@Mike Seymour：干杯。我对那个感到震惊，tbh，我不知道。我想我很幸运，我遇到过的任何编译器都不会在这样的事情上变得奇怪：D

【参考方案3】：

我会使用构造函数类：

struct Foo  ... ;
class MakeFoo

   Foo x;
public:
   MakeFoo(<Required-Members>)
   
     <Initalize Required Members in x>
     <Initalize Members with default values in x>
   

   MakeFoo& optionalMember1(T v)
   
      x.optionalMember1 = v;
   

   // .. for the rest option members;

   operator Foo() const 
   
     return x;
   
;

这允许在表达式中任意设置结构的成员：

processFoo(MakeFoo(1,2,3).optionalMember3(5));

【讨论】：

一个有效的解决方案，但如果你问我这有点过分。有多个语句来构建一个对象有什么问题？链接并不能在使用时节省工作量，它只是在其他地方添加了冗余代码。

@spraff，没有错，但我个人更喜欢面向表达式的接口，不需要包含中间值的变量。

【参考方案4】：

我有一个简单的想法，方法如下：

像往常一样制作结构，并创建一个初始化它的简单函数：

struct Foo...;

void Default(Foo &obj) 
    // ... do the initialization here

如果你有多个结构，你可以在 C++ 中重载函数，所以你可以有很多称为“默认”的函数，每个函数都初始化自己的类型，例如：

struct Foo  //... ;
struct Bar  //... ;

void Default(Foo &obj) ...
void Default(Bar &obj) ...

C++ 编译器将根据参数知道何时调用第一个或第二个重载。 & 使 obj 成为对您提供的任何参数的引用，因此对 obj 所做的任何更改都将反映到您作为参数放入的变量中。

编辑： 我对如何指定一些参数也有一个想法，你可以使用默认参数来做到这一点。它是这样工作的：

例如你下面的函数；您可以像这样为参数指定默认值：

void Default (Foo &obj, int number_of_something = 0, int some_other_param = 10)
 ... 

【讨论】：

我有时会使用这种方法。您甚至可以添加额外的参数并使用重载来创建各种构造函数。

默认参数“新”究竟如何？它们总是在标准 C++ 中是有效的，而且我认为在此之前已经有相当长的一段时间了。

你说得对，我最近了解到它们，我假设它们是新的。我做了一些研究，现在我知道了：D