【C++11】 構造体テーブルでgenericなデータテーブルを作成したい

Question

前提

・C++11（G++コンパイラでstd=c++11指定）

実現したいこと

色々なのデータを扱うテーブルを作成したいと思っています。
メンバ名は出せないので適当なものをはめ込んでいます。

// [データごとのoptionとなるデータ構造]
typedef struct
{
string name;
int default;
int min;
int max;
} option1_t ;
// option2_t 、option3_t もそれぞれ定義

// [データに対応したオプションを可変するための構造体（本当はunionにしたかったがコンパイルエラー）]
typedef struct
{
option1_t option1;
option2_t option2;
option3_t option3;
}

// [データテーブルの構造体定義]
typedef struct
{
target_common *tat;
const option_t option;
} table_t;

// データテーブル本体
const tabel_t TABLE[] =
{
{ &Data1, {.option1 = {"name", 0, -1, 1}}},
{ &Data2, {.option2 = {...}}},
{ &Data3, {.option3 = {...}}},
};

※target_common は参照データの基底クラスのポインタです。
既定クラスを継承した様々なデータをテーブルに書きます。

発生している問題・エラーメッセージ

g++だと、上記のテーブル作成方法の構造体メンバ指定の初期化はできないようでした。（C99では可能な記法）

何か良い書き方があれば教えていただけないでしょうか？（テーブルで一括管理したい）

Comments

[gandam]

コードはマークダウンを利用するように意識してください！
他の回答者が質問文章を読むときに見やすくなります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/Markdown

Answer 1

C++11 でということになるとちょっと面倒ですね。 C++17 で std::variant や std::any が定義されたわけなんですが、逆に言えばそれより前はまわりくどいことをせざるを得ませんでした。

動的型を実現する基本的な方法は抽象クラスです。 この場合は option1_t や option2_t が共通する抽象クラスを継承し、その抽象クラス経由で扱うことで異なる型を C++ の型システムの枠組みで安全に扱えるようになっています。 かなり雑にですがコードで書くとすれば以下のような要領でしょう。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <typeinfo>

struct option_base {
    virtual const std::type_info& get_type(void) {
        return typeid(*this);
    }
};

struct option1_t : option_base {
    option1_t(std::string name, int default_value, int min, int max)
        : name(name), default_value(default_value), min(min), max(max) {}
    std::string name;
    int default_value;
    int min;
    int max;
};

struct option2_t : option_base {
    option2_t(std::string name, int default_value, int min, int max)
        : name(name), default_value(default_value), min(min), max(max) {}
    std::string name;
    int default_value;
    int min;
    int max;
};

struct target_common {};

struct table_t {
    target_common* tat;
    const std::unique_ptr<option_base> option;
};

target_common data1, data2, data3;

const table_t table[] = {
    {&data1, std::unique_ptr<option_base>(new option1_t("foo", 0, -1, 1))},
    {&data2, std::unique_ptr<option_base>(new option2_t("bar", 3, 4, 5))}};

int main(void) {
    if (table[0].option->get_type() == typeid(option1_t)) {
        std::cout << "table[0] is option1" << std::endl
                  << "name is " << dynamic_cast<option1_t*>(table[0].option.get())->name << std::endl;
    }

    if (table[0].option->get_type() != typeid(option2_t)) {
        std::cout << "table[0] is not option2 " << std::endl;
    }
}

もし質問者が抽象クラスや実行時型情報の扱いをご存じでないのであればその詳細はここで説明するのは手に余るので適当な資料で学んでください。

---

ちなみに union で質問者が失敗しているのは、供用体は実行時型情報を持たないので解体するときにどのメンバのデストラクタを使えばよいかわからないため色々と制限が付いているからです。 メンバのコンストラクタがトリビアルでなければならならず、そうでないときは供用体のデストラクタをユーザが適切に書けばよいのですが本来の型を知る方法がないので普通は使いません。 (使われることが少ないのであまり知られていませんが供用体はコンストラクタ・デストラクタを含めてメンバ関数を持つことができます。)

Comments

[omikuji-iot]

ありがとうございます。
なぜunionでできないかなども説明いただき勉強になりました。

Answer 2

こんな書き方でどうでしょうか？
gcc version 8.1.0 (x86_64-posix-seh-rev0, Built by MinGW-W64 project)

g++ a.cpp
./a.exe

実行結果
0 1 2
3 4
5

// a.cpp
#include <cstdio>

struct option1_t { int v0,v1,v2; };
struct option2_t { int v0,v1; };
struct option3_t { int v0; };

union option_t {
	option_t( const option1_t& o ) : option1{o}{}
	option_t( const option2_t& o ) : option2{o}{}
	option_t( const option3_t& o ) : option3{o}{}

	option1_t option1;
	option2_t option2;
	option3_t option3;
};

struct target_common {} Data1,Data2,Data3;

struct table_t {
	target_common *tat;
	const option_t option;
};

const table_t TABLE[] = {
	{ &Data1, option_t{option1_t{0,1,2}} },
	{ &Data2, option_t{option2_t{3,4}  } },
	{ &Data2, option_t{option3_t{5}	   } },
};

int main(){

	printf( "%d %d %d\n",
			TABLE[0].option.option1.v0,
			TABLE[0].option.option1.v1,
			TABLE[0].option.option1.v2 );

	printf( "%d %d\n",
			TABLE[1].option.option2.v0,
			TABLE[1].option.option2.v1 );

	printf( "%d\n",
			TABLE[2].option.option3.v0 );

	return 0;
}

Comments

[omikuji-iot]

ご回答ありがとうございます。

当方のコンパイラの都合でunionではできませんでしたが、structにすることで実装できました。