c++ - 比较来自外部 API 的相同类型的两个结构

Question

所以基本上我想比较两个 VkPhysicalDeviceFeatures来自 Vulkan，来自 VkPhysicalDevice我正在查看，另一个对应于我实际需要的一组功能。 VkPhysicalDeviceFeatures结构只有包含 VkBool32成员(它们是 uint32_t 的类型定义)，但是 vulkan 的每个次要版本都可以添加未知数量的这些功能。我想做的只是将每个结构的成员相互比较，但不是平等，更多的是逻辑比较。如果物理设备结构中的相应成员为假，但我的结构对该成员为真，则比较应返回假。

我能想到这样做的唯一方法是类似 this answer发布:

bool hasRequiredFeatures(VkPhysicalDevice physical_device,
                              VkPhysicalDeviceFeatures required_features) {

    VkPhysicalDeviceFeatures physical_device_features = getSupportedFeatures(physical_device);
    std::size_t struct_length = sizeof(VkPhysicalDeviceFeatures) / sizeof(VkBool32);

    auto physical_device_features_bool_ptr = reinterpret_cast<VkBool32*>(&physical_device_features);
    auto required_features_bool_ptr = reinterpret_cast<VkBool32*>(&required_features);
    for(std::size_t i = 0; i < struct_length; ++i){
        if(physical_device_features_bool_ptr[i] == VK_FALSE && required_features_bool_ptr[i] == VK_TRUE){
            return false;
        }
    }
    return true;
}

这就是我想要的(尽管有一种方法可以通过名称查看哪个特定成员未通过比较会很好，但我想如果没有反射是不可能的)但我不认为 C++ 保证像这样的严格对齐？有没有一种跨平台的方式来实现这一目标？

Answer 1

你的方法有一个大问题，它与 C++ 的关系不大，而与 Vulkan 的关系更大。具体来说:

minor version of vulkan can add an unknown number of these structs

这告诉我您打算将此类技术应用于 VkPhysicalDeviceFeatures2 ，以及任何可以出现在其 pNext 中的特征结构体链。因此，“这些结构的数量未知”。

嗯，事情是这样的: VkPhysicalDeviceFeatures2不只是一堆 VkBool s。它是一个可扩展的 Vulkan 结构，这意味着它以 sType 开头。和 pNext此类结构共有的字段。所有 1.0 之后的 Vulkan 设备功能结构也是如此。

可以执行您在 1.0 后功能结构中所说的内容的代码必须能够占用整个 pNext特征结构链并测试它们。为了做到这一点，你必须知道它们是什么。无法仅从指向任意数据的指针查询该数据包含 X 个 VkBool s。

要完成这项工作，您需要能够映射 sType值到该结构的大小。因此，它不能自动扩展(不，C++ 反射不能解决这个问题；它不知道 void *pNext 指向什么结构)；这将需要一定程度的手动维护。

幸运的是， Vulkan XML specification description files明确指定哪些结构可以存在于特定 pNext 中链。所以你可以写一个工具来加载XML，找到 VkPhysicalDeviceFeatures2 ，并处理出现在其 pNext 中的所有结构体链(这部分说起来容易做起来难，因为 XML 格式只是为了由 Khronos 自己的工具处理而构建的)来查找哪些结构可用，并生成您需要的 C++ 信息。我相信您可以用任何脚本语言相对轻松地编写这样的东西。

但是由于您已经在(准合理的)XML 中获得了结构定义，并且您已经获得了无论如何都会生成一些 C++ 代码的工具……您可以生成实际的比较逻辑。也就是说，不是手写成员对成员的比较，而是生成成员对成员的比较。您甚至可以获得不匹配的成员名称。

如果您要处理任意 pNext -chain 功能，那么您将需要某种生成器工具。如果您无论如何都需要一个生成器工具，只需使用它来解决整个问题。

现在，重要的是要意识到假设 hasRequiredFeatures 的生成代码。实现将不得不是半复杂的。如果你允许一个完整的 pNext结构链，那么您需要构建自己对应的等效结构链，以用于从 Vulkan 进行查询。这并非微不足道。

您将需要遍历 pNext链接并检查 sType每个结构的字段。但当然， pNext是 void* ，所以你将不得不撒谎/欺骗 C++ 的规则来阅读 sType field 。基本上，你必须 reinterpret_cast void*到 VkStructureType* ，读取值，将其与您正在使用的所有可能性进行比较，然后从那里继续。您应该跳过任何 sType你不知道的，这将需要做更多的 C++ 技巧。

但是您使用的是低级 API；打破 C++ 的规则只是你在这里必须习惯的事情。

对于每个这样的结构体，你需要分配一个匹配的结构体，填写它的 sType适本地，然后将其添加到 pNext您正在构建的链。

构建完所有这些之后，您就可以进行 Vulkan 调用、进行比较、收集数据，最后删除整个结构链。

如果您的目标真的只是坚持 VkPhysicalDeviceFeatures而不是可扩展的结构，而您只需要一种 C++ 可移植的方式来比较此类结构，那么只需 memcpy他们变成了 VkBool数组并比较两个数组是否不匹配。这两种类型都可以简单地复制，因此从表面上看，这样做并不是非法的。

此代码尚未编译或测试。

bool hasRequiredFeatures(VkPhysicalDevice physical_device,
                              VkPhysicalDeviceFeatures required_features)
{

    constexpr auto feature_count = sizeof(VkPhysicalDeviceFeatures) / sizeof(VkBool32);
    using FeatureArray = std::array<VkBool, feature_count>;

    auto physical_device_features = getSupportedFeatures(physical_device);

    FeatureArray required;
    memcpy(&required, &required_features, sizeof(FeatureArray));

    FeatureArray retrieved;
    memcpy(&retrieved, &physical_device_features, sizeof(FeatureArray));

    bool did_mismatch = false;
    for(auto it_pair = std::mismatch(required.begin(), required.end(), retrieved.begin());
        it_pair.first != required.end();
        it_pair = std::mismatch(it_pair.first, required.end(), it_pair.second))
    {
        did_mismatch = true
        auto mismatch_index = it_pair.first - required.begin();
        //Do something with mismatch_index
    }

    return did_mismatch;
}