静态分配继承对象数组

这个问题的标题是相当复杂的，所以我会尝试用一个例子对它进行框架。假设我有一个抽象基类，有许多继承自它的类。在下面的例子中，我只展示了两个继承的类，但实际上可能会有更多。静态分配继承对象数组

class Base { 
public: 
    Base(); 
    virtual ~Base() = 0; 
/// Other methods/members 
}; 

class SmallChild: public Base { 
public: 
    SmallChild(); 
    ~SmallChild(); 
/// Other methods/members such that sizeof(SmallChild) < sizeof(LargeChild) 
}; 

class LargeChild : public Base { 
public: 
    LargeChild(); 
    ~LargeChild(); 
/// Other methods/members such that sizeof(LargeChild) > sizeof(SmallChild) 
};

我需要实现一个容器，它最多可以存储N继承的对象。这些对象需要在运行时创建/销毁并放置在容器中，但由于项目中的约束（特别是在嵌入式硬件上），动态内存分配不是一种选择。容器需要静态分配所有空间。另外，编译器不支持C++ 11。

只有一种方法可以实现。为了引用N对象，我首先需要创建一个指向基类的指针数组，然后实际存储对象，我需要创建一个足够大的缓冲区来存储最大继承对象的副本，在这种情况下是LargeChild

Base * children[N]; 
uint8_t childBuffer[N * sizeof(LargeChild)];

我可以随后在children分配指针横跨childBuffer，每个都由sizeof(LargeChild)分离。由于需要创建对象，因此可以使用C++的“placement new”将它们放置在数组中的指定位置。我需要跟踪childBuffer中每个对象的类型，以取消引用children中的指针，但这不应该太糟糕。

我有一个关于这个整个设置/执行几个问题：

这是一个很好的方法为我所描述它解决问题？我从来没有像以前那样执行过任何操作，所以我不知道我是否在这里吃午饭，还有更简单的方法来完成此任务。
这可以在编译时完成多少？如果我有M类型的继承类（SmallChild,LargeChild等）但我不知道知道它们的大小相互关系，我怎么能确定大小childBuffer？这个大小取决于最大类的大小，但是有没有办法在编译时确定这个大小？我可以想象一些预处理器宏遍历类，评估sizeof并找到最大值，但是我对这个级别的预处理器工作很少有经验，不知道这会是什么样子。我也可以想象使用模板可以做到这一点，但是我再也没有关于编译时模板魔法的经验，所以我只是基于我的直觉。任何方向如何实施这将不胜感激。

来源

2014-09-02 Matt K

这有帮助吗？ http://stackoverflow.com/questions/354442/looking-for-c-stl-like-vector-class-but-using-stack-storage – PaulMcKenzie 2014-09-02 17:27:29

如果你有一个派生类型的列表，那么宏+预处理器可以工作与那个名单找到最大的类型。将所有派生类型的列表放在一个地方是否可行？另外，多大（约）是最大的？ – 2014-09-02 17:43:05

第一次擦除后是否会插入插入物，还是混在一起？ – 2014-09-02 17:44:18

您是否需要处理对象？否则，可能会更容易覆盖operator new。我指的是：

void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);

所有的覆盖都会从一个大的缓冲区分配内存。 size参数表指定分配多少内存。

这样，你应该能够只是说

children[i] = new SmallChild();

编辑：如果你确实需要解除分配，则需要更复杂的数据结构。无论如何，您最终可能会重新实施堆。

来源

2014-09-02 17:38:04 Arkadiy

好吧，这比我想象的要容易得多。即使“重新实现堆”，如果他知道最大尺寸和最大计数，那么“重新实现堆”可能相当麻烦。 – 2014-09-02 17:49:45

对于“模拟堆”，可能每个类型都有一个缓冲区（一个char [...]类型的静态变量，然后你得到一个分配的数字和单个链表的头部空闲。分配的数量反映了bufer作为块数组的使用情况，一旦耗尽，我们使用为我们创建的列表，因为我们将其释放。 – Arkadiy 2014-09-02 18:17:45

如果这组对象是完全静态的（在构建时设置，并且在运行时不会改变），通常的做法是使用每个派生类的一组数组，并使用指针构建'global'数组到其他阵列：

static SmallChild small_children[] = { 
    { ...initializer for first small child... }, 
    { ...initializer for second small child... }, 
    ... 
}; 
static LargeChild large_children[] = { 
    { ...initializer for first large child... }, 
    ... 
}; 
Base *children[N] = { &small_children[0], &small_children[1], &large_children[0], ....

如果有被添加的儿童这可以是棘手的，以保持/从构建除去频繁，或者如果儿童数组中的顺序是重要的。可能需要使用脚本或生成程序来生成上述源文件，该程序可以读取所需孩子的描述。

来源

2014-09-02 17:53:45

考虑到您的限制（即不使用动态分配），您的方法很有趣。

事实上，你正在用自己的方式管理一组union anyChild { smallChild o1; largeChild o2; ... };sizeof(anyChild)会给你最大的块大小，你正在寻找。

顺便说一句，只要所有对象没有用新的位置创建，或者通过显式调用它们的析构函数删除了某些对象，那么可能存在悬挂指针的风险。

来源

2014-09-02 18:21:39 Christophe

静态分配继承对象数组

回答

相关问题