嵌入式c：没有动态分配的动态类型？

Question

这是我的问题，简单来说:

< li >我有一个C/C代码，C代表服务，C代表处理。 < li >我在C中有一个接口，它返回一个包含循环更新信息的结构RawData。

    enum AnimalType_t
    {
                DOG                         = 0,
                GREY_HOUND                  = 1,
                IMMORTAL_JELLYFISH          = 2,
    };
    struct RawData_t
    {
        int             age;
        AnimalType_t    typeOfAnimal;
    };

    RawData_t GetMyCurrentRawData();//returns the current raw data
    bool      IsDataReady(); //returns true if data is ready, false otherwise

• 我有一个虚拟的母亲课程“动物”

    class Animal
    {
    public:
        virtual Animal();
        virtual ~Animal();
        int GetType() { return rawAttributes.typeOfAnimal; };   //the only implementation for all children
        virtual int GetAge() { return rawAttributes.age; };     //to be implemented in the child class
        virtual void UpdateAge() { rawAttributes.age++; };  //to be implemented in the child class
        virtual int GetNumberOfLegs() = 0;                      //to be implemented in the child class
    private:
        RawData_t rawAttributes;
    }

• 我有一个已知的从母类继承的动物名单。

    class Dog : public Animal
    {
    public:
        Dog(RawData rawData):Animal(rawData){};
        int GetNumberOfLegs() {return 4;};                  
    };

    class GreyHound : public Dog
    {
    public:
        GreyHound(RawData rawData):Dog(rawData){};
    };

    class ImmortalJellyFish : public Animal
    {
    public:
        ImmortalJellyFish(RawData rawData):Animal(rawData){};
        int GetNumberOfLegs() {return 0;};      
        void UpdateAge() { return;} override;
    };

• 我有一个类“Building”，其中只有一个动物，但当我实例化该建筑时，我不知道它的类型

    class Building
    {
    public:
        Building(){};
        //sorry for the long line, but you get the idea...
        int Display(void){if(IsDataReady()) DisplayOnScreen("This animal ( "+ animal_m.GetType()+") has " + animal_m.GetNumberOfLegs() + "legs and is " + animal_m.GetAge() + " years old\n";};
        int Live(void){currentDiagCode_m.UpdateAge();};

    private:
        auto                        animal_m; //?? not working
    };

    static Building paddock;
    static Building farm;

    void Buildings_Step(void)
    {
        paddock.Live();
        paddock.Display();
        farm.Live();
        farm.Display();
    }

这就是我挣扎的地方：

< li >在建筑物实例化期间，在不知道动物类型的情况下，为建筑物中的动物分配内存， < li >动物的类型和属性可能会周期性地变化，换句话说:静态分配的动态分类是否可行？那么，我怎样才能调用这些实例，从而调用正确的方法呢？

以下是我的限制:

< li >嵌入式系统 < li >无动态内存分配

我虽然关于：

• 带有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：但没有动态分配就不可能，是吗？

有什么设计/模型可以满足我的需求吗？

谢谢大家！

Answer 1

在C中，内存分配和对象存在是两个独立的概念，即使在大多数情况下您将同时处理这两个概念。但是，在您的情况下，您可能希望显式地将两者分开：

>

为任何对象创建足够的内存：

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

要创建动物：

new (buf) GreyHound(args);

要摧毁现有的动物（并为其他动物腾出空间）：

reinterpret_cast<Animal*>(buf)->~Animal();

也就是说，您将存储作为容器对象的一部分获得，但您可以通过放置新的显式销毁来动态管理Animal对象的生命周期。

还有一点：你的内存还需要为你在其中构建的所有类型正确对齐。您可以使用一些库助手特性，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。

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，改用std:：variant。这在概念上是相似的，但在实现方面有点不同。这在概念上是相似的，因为您有一组有界的类型，所以在运行时不需要多态性来处理任意的、未知的派生类型。