c++ - 嵌入式 C++：没有动态分配的动态类型？

问题描述

这是我的问题，简化：

我有一个 C/C++ 代码，C 用于服务，C++ 用于处理。
我在 C 中有一个接口，它返回一个结构 RawData，其中包含循环更新的信息。

    枚举 AnimalType_t
    {
                狗 = 0,
                GREY_HOUND = 1,
                IMMOTAL_JELLYFISH = 2,
    };
    结构 RawData_t
    {
        年龄;
        AnimalType_t typeOfAnimal;
    };

    RawData_t GetMyCurrentRawData();//返回当前原始数据
    布尔 IsDataReady(); //如果数据准备好返回true，否则返回false

我有一个虚拟妈妈班“动物”

    动物类
    {
    上市：
        虚拟动物（）；
        虚拟~动物（）；
        int GetType() { return rawAttributes.typeOfAnimal; }; //所有孩子的唯一实现
        virtual int GetAge() { return rawAttributes.age; }; //在子类中实现
        虚拟 void UpdateAge() { rawAttributes.age++; }; //在子类中实现
        虚拟 int GetNumberOfLegs() = 0; //在子类中实现
    私人的：
        RawData_t rawAttributes;
    }

我有一个从母亲类继承的已知动物列表。

    类狗：公共动物
    {
    上市：
        狗（RawData rawData）：动物（rawData）{}；
        int GetNumberOfLegs() {返回 4;};                  
    };

    灰狗类：公共狗
    {
    上市：
        GreyHound(RawData rawData):Dog(rawData){};
    };

    类 ImmortalJellyFish : 公共动物
    {
    上市：
        ImmortalJellyFish(RawData rawData):Animal(rawData){};
        int GetNumberOfLegs() {返回 0;};      
        无效 UpdateAge() { return;} 覆盖；
    };

我有一个“建筑”类，其中只有一个动物，但在实例化建筑物时我不知道它的类型。

    类建筑
    {
    上市：
        建造（）{};
        //对不起，排长队，但你明白了......
        int Display(void){if(IsDataReady()) DisplayOnScreen("这个动物 ("+ animal_m.GetType()+") 有 " + animal_m.GetNumberOfLegs() + "腿并且是 " + animal_m.GetAge() + "岁\n";};
        int Live(void){currentDiagCode_m.UpdateAge();};

    私人的：
        自动动物_m；//?? 不工作
    };

    静态建筑围场；
    静态建筑农场；

    无效建筑物_步骤（无效）
    {
        围场.Live();
        围场.Display();
        农场.Live();
        农场.Display();
    }

这就是我苦苦挣扎的地方：

在建筑物实例化期间为建筑物中的动物分配内存而不知道其类型，
动物的类型和属性可能会周期性地变化换句话说：静态分配的动态类型是否可能？那么，我怎样才能调用这些实例以便调用正确的方法呢？

这是我的限制：

嵌入式系统
没有动态内存分配

我虽然关于：

具有 unique_ptr 的工厂设计模式效果很好！！！...但是，在堆上:(
对象池？
动态类型：但没有动态分配是不可能的，是吗？

有没有可以满足我需求的设计/模型？

谢谢！

标签： c++design-patternsembeddeddynamic-typingstatic-allocation

解决方案

在 C++ 中，内存分配和对象存在是两个独立的概念，尽管在大多数情况下您会同时处理这两个概念。但是，在您的情况下，您可能希望明确地将两者分开：

为任何对象创建足够的内存：

char buf[N];    // N >= sizeof(T) for all T in your hierarchy

创建动物：
```
new (buf) GreyHound(args);
```
摧毁现有的动物（并为另一个动物腾出空间）：
```
reinterpret_cast<Animal*>(buf)->~Animal();
```

也就是说，您获得存储作为容器对象的一部分，但您通过放置新和显式销毁来动态管理 Animal 对象的生命周期。

还有一点：您的内存还需要针对您在其中构造的所有类型正确对齐。您可以使用一些库辅助特性，例如std::aligned_storage或std::aligned_union来简化计算，尽管您可能仍需要做一些工作来计算大小和对齐方式。

作为一个完全独立的替代方案，您可以放弃多态类层次结构并使用 astd::variant代替。这在概念上是相似的，但在实现方面有些不同。这在概念上相似的原因是因为你有一组有界的类型，所以你不需要多态性来在运行时处理任意的、未知的派生类型。

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