以面向对象的方式解析自定义数据包

Question

+-------+---------+---------+----------+------+
| Magic | Command | Options | Bodysize | Body |
+-------+---------+---------+----------+------+

（假设Magic是4个字节，Command是1个字节，Options是2个字节，Bodysize是4个字节，并且body本身的长度是可变的。）我如何在不使用任何第三方库的情况下解析它？

通常我会说，可以这样做来存储数据包数据：

#include <array>

class Packet {
public:

    explicit Packet(std::array<char, 10> headerbytes);

    void set_body(std::vector<char> data);
    std::vector<char> get_body();

    int8_t get_command();

    int16_t get_options();

    bool is_valid();

private:

    bool valid;

    int8_t _command;

    int16_t _options;

    int32_t body_size;

    std::vector<char> _data;

};

问题是，我首先提供头信息，然后以一种笨拙的方式添加正文数据。包对象有一个在不完整状态下可以访问的时间点。

我是用C++开发的，对于通过套接字发送和接收数据，使用了boost库。

Answer 1

如果您不想将数据读取绑定到一个完整的构造函数中（出于可以理解的分离关注点的原因），这是一个很好的非多态继承应用程序：

struct Header {
  static constexpr SIZE=10;
  Header(std::array<char,SIZE>);

  std::int8_t get_command() const {return command;}
  std::int16_t get_options() const {return options;}
  std::int32_t body_size() const {return length;}

private:
  std::int8_t command;
  std::int16_t options;
  std::int32_t length;
};

struct Packet : private Header {
  using Body=std::vector<char>;
  Packet(const Header &h,Body b) : Header(h),body(std::move(b))
  {if(body.size()!=body_size()) throw …;}

  using Header::get_command;
  using Header::get_options;
  const Body& get_body() const {return body;}

private:
  Body body;
};

// For some suitable Stream class:
Header read1(Stream &s)
{return {s.read<Header::SIZE>()};}
Packet read2(const Header &h,Stream &s)
{return {h,s.read(h.body_size())};}
Packet read(Stream &s)
{return read2(read1(s),s);}

请注意，私有继承防止未定义的行为通过头*删除数据包，以及肯定是无意的

const Packet p=read(s);
const Packet q=read2(p,s);   // same header?!

组合当然也会起作用，但可能会在完整的实现中导致更多的适配器代码。