c - 从 C 中的大结构中获取子结构

Question

我在现有程序中有一个非常大的struct。该结构包含大量位域。

我希望保存其中的一部分(例如，150 个字段中的 10 个)。

我将用来保存子类的示例代码是:

typedef struct {int a;int b;char c} bigstruct;
typedef struct {int a;char c;} smallstruct;
void substruct(smallstruct *s,bigstruct *b) {
    s->a = b->a;
    s->c = b->c;
}
int save_struct(bigstruct *bs) {
    smallstruct s;
    substruct(&s,bs);
    save_struct(s);
}

我也希望选择它的哪一部分不会太麻烦，因为我希望不时更改它。我之前提出的幼稚方法非常脆弱且无法维护。当扩展到 20 个不同的字段时，您必须更改 smallstruct 和 substruct 函数中的字段。

我想到了两种更好的方法。不幸的是，两者都需要我使用一些外部 CIL就像解析我的结构的工具。

第一种方法是自动生成substruct 函数。我将设置 smallstruct 的结构，并有一个程序可以解析它并根据 smallstruct 中的字段生成 substruct 函数.

第二种方法是构建(使用 C 解析器)有关 bigstruct 的元信息，然后编写一个允许我访问结构中特定字段的库。这就像 Java 类反射的临时实现。

例如，假设没有结构对齐，对于结构

struct st {
    int a;
    char c1:5;
    char c2:3;
    long d;
}

我将生成以下元信息:

int field2distance[] = {0,sizeof(int),sizeof(int),sizeof(int)+sizeof(char)}
int field2size[] = {sizeof(int),1,1,sizeof(long)}
int field2bitmask[] =  {0,0x1F,0xE0,0};
char *fieldNames[] = {"a","c1","c2","d"};

我将使用此函数获取i^th 字段:

long getFieldData(void *strct,int i) {
    int distance = field2distance[i];
    int size = field2size[i];
    int bitmask = field2bitmask[i];
    void *ptr = ((char *)strct + distance);
    long result;
    switch (size) {
        case 1: //char
             result = *(char*)ptr;
             break;
        case 2: //short
             result = *(short*)ptr;
        ...
    }
    if (bitmask == 0) return result;
    return (result & bitmask) >> num_of_trailing_zeros(bitmask);
 }

这两种方法都需要额外的工作，但是一旦解析器在您的 makefile 中 - 更改子结构就轻而易举了。

但是我宁愿在没有任何外部依赖的情况下这样做。

有没有人有更好的主意？我的想法有什么好的地方，是否可以在互联网上实现我的想法？

Answer 1

从您的描述来看，您似乎可以访问并可以修改您的原始结构。我建议您将子结构重构为一个完整的类型(就像您在示例中所做的那样)，然后将该结构作为大结构中的一个字段，将原始结构中的所有这些字段封装到较小的结构中。

扩展你的小例子:

typedef struct 
{
  int a;
  char c;
} smallstruct;

typedef struct 
{
  int b;
  smallstruct mysub;
} bigstruct;

访问 smallstruct 信息将像这样完成:

/* stack-based allocation */
bigstruct mybig;
mybig.mysub.a = 1;
mybig.mysub.c = '1';
mybig.b = 2;

/* heap-based allocation */
bigstruct * mybig = (bigstruct *)malloc(sizeof(bigstruct));
mybig->mysub.a = 1;
mybig->mysub.c = '1';
mybig->b = 2;

但您也可以传递指向小结构的指针:

void dosomething(smallstruct * small)
{ 
  small->a = 3;
  small->c = '3';
}

/* stack based */    
dosomething(&(mybig.mysub));

/* heap based */    
dosomething(&((*mybig).mysub));

好处:

• 没有宏
• 无外部依赖
• 没有内存顺序转换技巧
• 更简洁、更易于阅读和使用的代码。