使用数组初始化结构

Question

我有几个数组：

const string a_strs[] = {"cr=1", "ag=2", "gnd=U", "prl=12", "av=123", "sz=345", "rc=6", "pc=12345"};
const string b_strs[] = {"cr=2", "sz=345", "ag=10", "gnd=M", "prl=11", "rc=6", "cp=34", "cv=54", "av=654", "ct=77", "pc=12345"};

然后我需要解析出'='，然后将值放入结构中。 （rc键映射到struct中的fc键），其形式为：

struct predict_cache_key {
    pck() :
        av_id(0),
        sz_id(0),
        cr_id(0),
        cp_id(0),
        cv_id(0),
        ct_id(0),
        fc(0),
        gnd(0),
        ag(0),
        pc(0),
        prl_id(0)
    { }

    int av_id;
    int sz_id;
    int cr_id;
    int cp_id; 
    int cv_id;
    int ct_id;
    int fc;
    char gnd;
    int ag;
    int pc;
    long prl_id;
};

我遇到的问题是数组与结构字段不按顺序或顺序不同。所以，我需要检查每一个，然后想出一个方案来将它们放入结构中。

对使用 C 或 C++ 解决上述问题有何帮助？

Answer 1

尝试了你的想法并得到了一个

error: ISO C++ forbids declaration of ‘map’ with no type

在 linux ubuntu eclipse cdt 中。

我想通知您应该在“*.h”文件中包含<map> 为了在没有此错误消息的情况下使用您的代码。

#include <map>

// a framework

template<typename T>
struct entry {
    enum type { tchar, tint, tlong } type_name;

    /* default ctor, so we can std::map it */
    entry() { }

    template<typename R>
    entry(R (T::*ptr)) {

等'等'......

Answer 2

如果我在直接 C 中这样做，我不会使用所有 if 的母亲。相反，我会这样做：

typedef struct {
    const char *fieldName;
    int structOffset;
    int fieldSize;
} t_fieldDef;

typedef struct {
    int fieldCount;
    t_fieldDef *defs;
} t_structLayout;

t_memberDef *GetFieldDefByName(const char *name, t_structLayout *layout)
{
    t_fieldDef *defs = layout->defs;
    int count = layout->fieldCount;
    for (int i=0; i < count; i++) {
        if (strcmp(name, defs->fieldName) == 0)
            return defs;
        defs++;
    }
    return NULL;
}

/* meta-circular usage */
static t_fieldDef metaFieldDefs[] = {
    { "fieldName", offsetof(t_fieldDef, fieldName), sizeof(const char *) },
    { "structOffset", offsetof(t_fieldDef, structOffset), sizeof(int) },
    { "fieldSize", offsetof(t_fieldDef, fieldSize), sizeof(int) }
};
static t_structLayout metaFieldDefLayout =
    { sizeof(metaFieldDefs) / sizeof(t_fieldDef), metaFieldDefs };

这使您可以在运行时使用结构布局的紧凑集合按名称查找字段。这相当容易维护，但我不喜欢实际使用代码中的sizeof(mumble) - 这要求所有结构定义都标有 cmets 说，“不要在不更改类型或内容的情况下更改它们t_fieldDef 此结构的数组”。还需要NULL 检查。

我还希望查找是二进制搜索或散列，但这对于大多数情况来说可能已经足够了。如果我要进行哈希，我会将指向 NULL 哈希表的指针放入 t_structLayout 并在第一次搜索时构建哈希。

Answer 3

我编写了一些小代码，允许您初始化字段，而不必过多担心您的字段是否在初始化时出现故障。

这是您在自己的代码中使用它的方式：

/* clients using the above classes derive from lookable_fields */
struct predict_cache_key : private lookable_fields<predict_cache_key> {
    predict_cache_key(std::vector<std::string> const& vec) {
        for(std::vector<std::string>::const_iterator it = vec.begin();
            it != vec.end(); ++it) {
            std::size_t i = it->find('=');
            set_member(it->substr(0, i), it->substr(i + 1));
         }
    }

    long get_prl() const {
        return prl_id;
    }

private:

    /* ... and define the members that can be looked up. i've only
     * implemented int, char and long for this answer. */
    BEGIN_FIELDS(predict_cache_key)
        FIELD(av_id);
        FIELD(sz_id);
        FIELD(gnd);
        FIELD(prl_id);
    END_FIELDS()

    int av_id;
    int sz_id;
    char gnd;
    long prl_id;
    /* ... */
};

int main() {
    std::string const a[] = { "av_id=10", "sz_id=10", "gnd=c",
                              "prl_id=1192" };
    predict_cache_key haha(std::vector<std::string>(a, a + 4));
}

框架如下

template<typename T>
struct entry {
    enum type { tchar, tint, tlong } type_name;

    /* default ctor, so we can std::map it */
    entry() { }

    template<typename R>
    entry(R (T::*ptr)) {
        set_ptr(ptr);
    }

    void set_ptr(char (T::*ptr)) {
        type_name = tchar;
        charp = ptr;
    };

    void set_ptr(int (T::*ptr)) {
        type_name = tint;
        intp = ptr;        
    };

    void set_ptr(long (T::*ptr)) {
        type_name = tlong;
        longp = ptr;        
    };

    union {
        char (T::*charp);
        int  (T::*intp);
        long (T::*longp);
    };
};

#define BEGIN_FIELDS(CLASS)       \
    friend struct lookable_fields<CLASS>; \
    private:                      \
    static void init_fields_() {   \
        typedef CLASS parent_class;

#define FIELD(X) \
    lookable_fields<parent_class>::entry_map[#X].set_ptr(&parent_class::X)

#define END_FIELDS() \
    }                                                                              

template<typename Derived>
struct lookable_fields {
protected:
    lookable_fields() {
        (void) &initializer; /* instantiate the object */
    }

    void set_member(std::string const& member, std::string const& value) {
        typename entry_map_t::iterator it = entry_map.find(member);
        if(it == entry_map.end()) {
            std::ostringstream os;
            os << "member '" << member << "' not found";
            throw std::invalid_argument(os.str());
        }

        Derived * derived = static_cast<Derived*>(this);

        std::istringstream ss(value);
        switch(it->second.type_name) {
        case entry_t::tchar: {
            /* convert to char */
            ss >> (derived->*it->second.charp);
            break;
        }
        case entry_t::tint: {
            /* convert to int */
            ss >> (derived->*it->second.intp);
            break;
        }
        case entry_t::tlong: {
            /* convert to long */
            ss >> (derived->*it->second.longp);
            break;
        }
        }
    }

    typedef entry<Derived> entry_t;
    typedef std::map<std::string, entry_t> entry_map_t;
    static entry_map_t entry_map;

private:
    struct init_helper {
        init_helper() {
            Derived::init_fields_();
        }
    };

    /* will call the derived class's static init function */
    static init_helper initializer;
};

template<typename T> 
std::map< std::string, entry<T> > lookable_fields<T>::entry_map;

template<typename T> 
typename lookable_fields<T>::init_helper lookable_fields<T>::initializer;

它使用鲜为人知的数据成员指针工作，您可以使用语法 &classname::member 从类中获取。

Answer 4

可能我没有正确理解，但显而易见的解决方案是将每个数组元素拆分为key 和value，然后编写 lo-o-ong if-else-if-else ... 序列之类的

if (!strcmp(key, "cr"))
   my_struct.cr = value;
else if (!strcmp(key, "ag"))
   my_struct.ag = value;
...

您可以在 C 预处理器的帮助下自动创建此类序列，例如

#define PROC_KEY_VALUE_PAIR(A) else if (!strcmp(key,#A)) my_struct.##A = value

因为前导else你这样写代码：

if (0);
PROC_KEY_VALUE_PAIR(cr);
PROC_KEY_VALUE_PAIR(ag);
...

其中一些结构字段具有_id 后缀的唯一问题 - 对于它们，您需要创建一个稍微不同的宏来粘贴_id 后缀

Answer 5

确实，就像许多人回答的那样，需要将解析问题与对象构造问题分开。工厂模式非常适合。

Boost.Spirit 库还以一种非常优雅的方式（使用 EBNF 表示法）解决了 parse->function 问题。

我总是喜欢将“业务逻辑”与框架代码分开。

您可以通过以一种非常方便的方式开始写“你想做什么”并从那里开始“你是怎么做的”来实现这一点。

  const CMemberSetter<predict_cache_key>* setters[] = 
  #define SETTER( tag, type, member ) new TSetter<predict_cache_key,type>( #tag, &predict_cache_key::##member )
  { SETTER( "av", int, av_id )
  , SETTER( "sz", int, sz_id )
  , SETTER( "cr", int, cr_id )
  , SETTER( "cp", int, cp_id )
  , SETTER( "cv", int, cv_id )
  , SETTER( "ct", int, ct_id )
  , SETTER( "fc", int, fc )
  , SETTER( "gnd", char, gnd )
  , SETTER( "ag", int, ag )
  , SETTER( "pc", int, pc )
  , SETTER( "prl", long, prl_id )
  };

  PCKFactory<predict_cache_key> factory ( setters );

  predict_cache_key a = factory.factor( a_strs );
  predict_cache_key b = factory.factor( b_strs );

以及实现这一点的框架：

  // conversion from key=value pair to "set the value of a member"
  // this class merely recognises a key and extracts the value part of the key=value string
  //
  template< typename BaseClass >
  struct CMemberSetter {

    const std::string key;
    CMemberSetter( const string& aKey ): key( aKey ){}

    bool try_set_value( BaseClass& p, const string& key_value ) const {
      if( key_value.find( key ) == 0 ) {
        size_t value_pos = key_value.find( "=" ) + 1;
        action( p, key_value.substr( value_pos ) );
        return true;
      }
      else return false;
    }
    virtual void action( BaseClass& p, const string& value ) const = 0;
  };

  // implementation of the action method
  //
  template< typename BaseClass, typename T >
  struct TSetter : public CMemberSetter<BaseClass> {
    typedef T BaseClass::*TMember;
    TMember member;

    TSetter( const string& aKey, const TMember t ): CMemberSetter( aKey ), member(t){}
    virtual void action( BaseClass& p, const std::string& valuestring ) const {
      // get value
      T value ();
      stringstream ( valuestring ) >> value;
      (p.*member) = value;
    }
  };


  template< typename BaseClass >
  struct PCKFactory {
    std::vector<const CMemberSetter<BaseClass>*> aSetters;

    template< size_t N >
    PCKFactory( const CMemberSetter<BaseClass>* (&setters)[N] )
      : aSetters( setters, setters+N ) {}

    template< size_t N >
    BaseClass factor( const string (&key_value_pairs) [N] ) const {
      BaseClass pck;

      // process each key=value pair
      for( const string* pair = key_value_pairs; pair != key_value_pairs + _countof( key_value_pairs); ++pair ) 
      {
        std::vector<const CMemberSetter<BaseClass>*>::const_iterator itSetter = aSetters.begin();
        while( itSetter != aSetters.end() ) { // optimalization possible
          if( (*itSetter)->try_set_value( pck, *pair ) )
            break;
          ++itSetter;
        }
      }

      return pck;
    }
  };

Answer 6

这应该不会太难。您的第一个问题是您没有固定大小的数组，因此您必须传递数组的大小，或者我希望您使数组以 NULL 结尾，例如

const string a_strs[] = {"cr=1", "ag=2", "gnd=U", NULL};

然后我会编写一个（私有）帮助函数来解析字符串：

bool
parse_string(const string &str, char *buffer, size_t b_size, int *num)
{
    char *ptr;

    strncpy(buffer, str.c_str(), b_size);
    buffer[b_size - 1] = 0;

    /* find the '=' */
    ptr = strchr(buffer, '=');

    if (!ptr) return false;

    *ptr = '\0';
    ptr++;

    *num = atoi(ptr);

    return true;
}

那么你可以按照 qrdl 的建议去做。

在一个简单的 for 循环中：

for (const string *cur_str = array; *cur_str; cur_str++)
{
   char key[128];
   int value = 0;

   if (!parse_string(*cur_string, key, sizeof(key), &value)
       continue;

   /* and here what qrdl suggested */
   if (!strcmp(key, "cr")) cr_id = value;
   else if ...
}

编辑：您可能应该使用 long 而不是 int 和 atol 而不是 atoi，因为您的 prl_id 是 long 类型。其次，如果 '=' 后面的数字格式错误，你应该使用 strtol，它可以捕获错误。

Answer 7

问题是您没有在运行时引用结构元素的元信息（类似于 structVar.$ElementName = ...，其中 $ElementName 不是元素名称，而是包含元素的（char？）变量应使用的名称）。 我的解决方案是添加此元信息。 这应该是一个数组，其中包含结构中元素的偏移量。

Quick-n-Dirty 解决方案：添加一个包含字符串的数组，生成的代码应如下所示：

const char * wordlist[] = {"pc","gnd","ag","prl_id","fc"};
const int  offsets[] = { offsetof(mystruct, pc), offsetof(mystruct, gnd), offsetof(mystruct, ag), offsetof(mystruct, prl_id), offsetof(mystruct, fc)};
const int sizes[] = { sizeof(mystruct.pc), sizeof(mystruct.gnd), sizeof(mystruct.ag), sizeof(mystruct.prl_id), sizeof(mystruct.fc)}

输入一些你会这样的东西：

index = 0;
while (strcmp(wordlist[index], key) && index < 5)
    index++;
if (index <5)
   memcpy(&mystructvar + offsets[index], &value, sizes[index]);
else
   fprintf(stderr, "Key not valid\n"); 

如果你有更大的结构，这个插入循环可能会变得很昂贵，但是 C 不允许使用字符串进行数组索引。但是计算机科学找到了解决这个问题的方法：完美哈希。

所以它后来看起来像这样：

hash=calc_perf_hash(key);
memcpy(&mystruct + offsets[hash], &value, sizes[hash]);

但是如何获得这些完美的哈希函数（我称之为 calc_perf_hash）？ 它存在算法，您只需将关键字填入其中，然后功能就会出现，幸运的是有人甚至对它们进行了编程：在您最喜欢的操作系统/发行版中查找“gperf”工具/包。 在那里，您只需输入 6 个元素名称，他就会为您输出准备好使用 C 代码以获得完美的哈希函数（在默认情况下生成一个返回哈希的函数“hash”，以及一个决定是否给定的“in_word_set”函数键在单词列表中）。 因为哈希的顺序不同，所以你当然要按照哈希的顺序初始化 offsetof 和 size 数组。

您遇到的另一个问题（其他答案没有考虑到）是类型转换。其他人做任务，我有（不是更好的）memcopy。 在这里，我建议您将sizes数组更改为另一个数组：

const char * modifier[]={"%i","%c", ...

每个字符串都描述了要读入的 sscanf 修饰符。这样您可以将赋值/复制替换为

sscanf(valueString, modifier[hash], &mystructVar + offsets(hash));

当然，您可以在此处进行更改，将“element=”包含到字符串或类似内容中。因此，您可以将完整的字符串放入 value 而不必对其进行预处理，我认为这在很大程度上取决于您其余的解析例程。