如何在没有默认构造函数和堆使用的情况下初始化对象？答案

【问题标题】：How to initialize object without default constructor and heap usage?如何在没有默认构造函数和堆使用的情况下初始化对象？
【发布时间】：2021-03-04 13:04:35
【问题描述】：

在没有 MMU 的情况下编写嵌入式系统时，我不应该使用堆（因为内存碎片问题）。

部分软件用C（驱动程序）编写，逻辑用C++子集编写，无需动态分配内存。

由于单元测试，默认构造函数被删除。取而代之的是 - 有一个参考驱动函数指针结构的单参数构造函数。

driver.h:（纯 C 模块）

#pragma once
bool Init();
uint32_t ReadMeasurement();

module.hpp:（C++ 部分）

class Module {
public:
  struct DriverApi {
    void (*Init)();
    uint32_t (*ReadData)();
  };

  Module() = delete;
  explicit Module(DriverApi &aDriverApi);

private:
  DriverApi& mDriverApi;
};

模块管理器：

module_manager.hpp：

class ModuleManager {
//  (...)
private:
  Module::DriverApi module_1; // I can't declare this in this way
  Module::DriverApi module_2; // because of lack of default constructor.
  Module::DriverApi module_3;
  etc.
};

如何在不使用堆的情况下初始化module_1、module_2和module_3？还有n参数构造函数？

我知道的选项：

看起来很容易使用std::shared_ptr，但后来std::make_shared 使用堆。
我可以保留默认构造函数然后调用某事。像 Init(Module::DriverApi *aDriverApi) 但这“违反”RAII。

还有其他方法可以创建“优雅”和嵌入式安全初始化吗？

【问题讨论】：

先定义一个DriveApi对象，然后用它来定义Module对象？可以在任何范围内完成。
我不确定我是否理解这个问题。 Module::DriverAPI d; // do stuff with d; Module m(d); 有什么问题？
如果你的类没有默认构造函数，你需要调用另一个构造函数。你能解释一下为什么你认为你需要堆吗？（不清楚您要解决什么问题，更不用说您似乎要解决的问题）
让mDriverApi 成为参考似乎很奇怪。说的没错，但这确实让我想知道为什么。
关于更新的编辑。 Module::DriverApi module_1; 很好。这是一个类成员声明，而不是实际定义。那里没有任何东西被初始化。它在ModuleManager 的构造函数中，您实际上是在其中初始化成员。

标签： c++ embedded

【解决方案1】：

要么使用默认构造函数，要么编写带有命名参数的构造函数。如果您需要将成员初始化为非零值，但由于构造函数的参数太少而无法访问这些值，则说明构造函数设计不正确。

由于单元测试，默认构造函数被删除

测试应该让产品变得更好 - 如果他们做相反的事情，就摆脱它们。

通常任何嵌入式系统都有一套固定的驱动程序。因此，通常将它们作为非静态成员毫无意义。为每个硬件外围设备创建一个驱动程序类是有意义的。然后为目标上存在的该硬件的每个实例创建一个static 实例。您不需要涵盖永远不会出现的硬件，硬件也不会在运行时动态更改。事实上，其中很大一部分应该是const 并存储在闪存中。

RAII 在单核、单进程嵌入式系统上的使用有限，因为您的程序需要具有确定性，并且它拥有 MCU 上的所有资源。您通常不需要释放任何东西，您所需要的只是根据产品的需要分配尽可能多的内存。

保持简单。不要发明没有目的的抽象层。

【讨论】：

【解决方案2】：

我只是将您的代码放在 IDE 中，然后它就可以编译了。我可以在您的程序中识别的内容：

如果您尝试将bool Init(); 分配给void (*Init)()，请更改返回类型。

定义用户定义的构造函数时，默认构造函数已被隐式删除。缺少的是您必须初始化成员。试试explicit Module(DriverApi &aDriverApi):mDriverApi{aDriverApi}{}

 class Module {
 public:
     struct DriverApi {
         void (*Init)();
         uint32_t (*ReadData)();
     };

     Module() = delete;
     explicit Module(DriverApi &aDriverApi):mDriverApi{aDriverApi}{}

 private:
     DriverApi& mDriverApi;
 };


 void fun(){
     std::cout<<"This is fun\n";
 }

 int main(){

     Module::DriverApi module_1; // I can't declare this in this way because of lack of default constructor.

     module_1.Init = fun;
     module_1.Init();

     Module m{module_1};

     return 0;
 }

【讨论】：