c++ - 有没有一种在 C++ 中创建 "split object"的好方法？

Question

首先让我说，我正在为微 Controller 创建软件，因此 RAM 使用很重要，将大块 const 数据放入非 volatile (闪存)内存是有意义的。

我想要实现的是找到一种在 C++ 中创建“拆分”对象的好方法。作为示例，我们假设有一个字节的数据(读/写)和一个用于访问它的多字节“收据”。假设“收据”是一个长字符串，它是一个文件名，它指向的媒体很慢，所以在内存中缓冲单个字节而不是在每次请求时实际读取它是有意义的。

class Data
{
    uint8_t byte;
    bool valid;
    const char filename[128];
    uint8_t read()
    {
        if (!valid)
            performReallySlowRead(filename, &byte);
        valid = true;
        return byte;
    };
    void write(uint8_t new_value)
    {
        byte = new_value;
        performRealWriteToMedia(filename, byte);
        valid = true;
    };
}

这种方法的明显问题是整个 130 字节最终都在 RAM 中，而其中只有两个需要更改。所以我想到了拆分对象的想法:

class DataNonConst
{
    uint8_t byte;
    bool valid;
}

class DataConst
{
    const char filename[128];
    DataNonConst * const data;
}

static DataNonConst storage;
const DataConst holder("some_long_name_here", &storage);

现在唯一的问题是，如果我想要有几百个这样的拆分对象，创建它们的过程(因此创建两个对象并将第二个对象链接到第一个对象)会变得非常无聊和有问题......

所以问题是 - 是否有一些好的方法可以让它更易于使用，最好是聪明的 C++ 技巧或一些模板魔术？那就是——如何用一条语句创建两个链接在一起的对象，最好是隐藏一个对象？我不认为宏解决方案在这里是可能的，因为没有简单的方法来自动创建存储对象的名称......对象需要是相同的类型，因为我需要在其他地方嵌入指向此类对象的指针(一个函数处理编写它们，其他只关心读取)......我想到的所有解决方案都需要使用模板的虚拟接口(interface)(所以你通过 vtable 指针使对象更大并且可能获得奖励模板-膨胀)或导致巨大的模板膨胀......

编辑:

实际上整个问题的一部分可以简化为一个更简单的问题——在 C++ 中有没有办法将匿名变量“绑定(bind)”到成员字段？诸如此类:

const ConstData holder("...", NonConstData()); // this object HAS TO be ROMable

在上面的“一厢情愿”中，持有者是 ROM 中的 const 对象，它有一个指向在 RAM 中“某处”创建的匿名对象 NonConstData 的指针/引用/任何内容。或者:

std:pair<const ConstData &, NonConstData &> holder(ConstData(), NonConstData());

任何允许我不手动创建两个对象并将一个对象绑定(bind)到另一个对象的东西。

Answer 1

您可以用整数替换指针，并为所有 DataNonConst 对象创建一个静态数组，如下所示:

class DataNonConst {
    uint8_t byte;
    bool valid;
};

static DataNonConst storages[MAX_DATA];

class DataConst {
    const char filename[128];
    const int dataIndex;
    DataNonConst *data() {
        return &storages[dataIndex];
    }
};

const DataConst holderOne("first_long_name_here", 0);
const DataConst holderTwo("second_long_name_here", 1);
const DataConst holderThree("third_long_name_here", 2);

这种方法的灵感来自 Flyweight Pattern , 虽然很明显它在这里用于不同的目的。

一个明显的缺点是您需要手动计算您的条目以避免重复。但是，只有一个 storages 对象，因此没有其他要创建的对象。