D opEquals() 和 opCast() 给我一个分段错误
D opEquals() and opCast() give me a Segmentation Fault
我正在尝试用 D 编程语言编写表示全球贸易识别号 (GTIN) 的类型库。有四种 GTIN，每种都以数字本身的长度命名：GTIN8、GTIN12、GTIN13 和 GTIN14。其中每一个都被建模为 class 继承自抽象 GTIN class.
在摘要 GTIN class 中，我覆盖了 opEquals 运算符来比较任何类型的两个 GTIN。由于所有较小的 GTIN 都可以映射到更宽的 GTIN14，因此比较中的每个 GTIN 首先转换为 GTIN14，然后再进行比较。
在我比较一个或多个 GTIN13 之前一切正常（或者可能是较小的 GTIN 类型），在这种情况下，我会遇到分段错误。
一切都从这个单元测试开始：
GTIN13 gtin1 = new GTIN13("123456789012");
GTIN13 gtin2 = new GTIN13("123456789012");
assert(gtin1 == gtin2);
运算符 opEquals() 的签名为 Object.opEquals(Object o)，将签名更改为其他任何内容都不会覆盖 ==。在我的例子中，这变成了对 gtin1.opEquals(cast(Object) gtin2) 的调用。我的 opEquals 覆盖看起来像这样（减去累积的注释掉的代码和调试语句）：
public override @trusted
bool opEquals(Object other)
{
GTIN14 a = cast(GTIN14) this;
GTIN14 b = cast(GTIN14) other;
for (int i; i < a.digits.length; i++)
{
if (a.digits[i] != b.digits[i]) return false;
}
return true;
}
如您所见，每个 GTIN 在函数的开头都被转换为 GTIN14；但是，other 首先转换为 Object.
public
GTIN14 opCast(GTIN14)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < 13)
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new GTIN14(currentGTINString);
}
另外，朋友writeln()告诉我，GTIN14 b = cast(GTIN14) other;行执行后，b就是null。 （该行之前不为空。）
所以，总而言之，问题似乎是将 GTIN14 以外的任何类型的 GTIN 转换为 Object，然后以某种方式返回 GTIN14 完全删除对象。这是一个错误吗？这是我的代码有问题吗？有没有不影响代码质量的解决方法？
如果能得到任何帮助，我将不胜感激。
好的，我有几条来自你的 pastebin 的评论。
public abstract
class GlobalTradeItemNumber
{
// this could prolly just return _digits.length too.
public abstract @property
size_t length();
我在这里的一般评论是，您的代码可以通过从数组中借用长度来稍微简化....或者您也可以使用长度作为参数来做类似模板化 class 的事情.
不过，我稍后会回过头来，首先，让我们修复您的代码。继续 class:
public
/*
Note #1:
OK, this line is wrong:
//GTIN14 opCast(GTIN14)()
It should probably be:
*/
GTIN14 opCast(T : GTIN14)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < 13)
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new GTIN14(currentGTINString);
}
// we also need one for converting to the other sizes
// this could also be done with metaprogramming
GTIN13 opCast(T : GTIN13)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < 12)
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new GTIN13(currentGTINString);
}
该行错误的原因是它实际上定义了一个名为 GTIN14 的本地模板参数，它可以是 anything，并隐藏了外部名称！
因此，我在这里的更改创建了一个新名称 T，然后专门用于仅匹配来自外部的 GTIN14 名称。参见：http://dlang.org/spec/template.html#parameters_specialization
但是，它只适用于 GTIN14，所以我还添加了第二个函数，它也适用于 GTIN13。
如果您使用的是模板化 class，专业化也可以提取长度，您将拥有一个函数来完成所有这些。或者，如果长度作为每个子项中的编译时常量（枚举）class，您也可以从那里提取它。
无论如何，只需使用专业化语法 (T : class_name) 并为其他子classes 添加函数即可修复当前代码。
public
ulong toNumber()
{
ulong result;
// a note here: I would probably just have
// int exponent = 1;
// then exponent *= 10; in each loop instead of pow each time.
for (size_t i = this.length-1; i > 0; i--)
{
result += (this._digits[i] * (10^^(this._digits.length-i)));
}
return result;
}
好吧，没什么可说的，你的代码有效，我只是写得有点不同。累加器变量模式会稍微优化它。当然，这里不是很重要，只是要记住一些。
/*
Note #2: this is where things get broken
*/
public override @trusted
bool opEquals(Object other)
{
/*
these are actually two different kinds of casts
GTIN14 b = cast(GTIN14) other; // does a generic dynamic cast!
GTIN14 a = cast(GTIN14) this; // actually calls the opCast
*/
GTIN obj = cast(GTIN) other;
if(obj is null) // which might return null because Object is not necessarily an instance of your class
return false; // definitely not a match
GTIN14 b = cast(GTIN14) obj;
GTIN14 a = cast(GTIN14) this;
for (int i; i < a.digits.length; i++)
{
if (a.digits[i] != b.digits[i]) return false;
}
return true;
}
public override @trusted
int opCmp(Object other)
{
// GTIN14 that = cast(GTIN14) other; // a generic dynamic cast!
GTIN obj = cast(GTIN) other;
if(obj is null) // which might return null because Object is not necessarily an instance of your class
return -1; // so return something indicating not a match
GTIN14 that = cast(GTIN14) obj; // now you can use your custom cast
const ulong thisNumber = this.toNumber();
const ulong thatNumber = that.toNumber();
if (thisNumber == thatNumber) return 0;
return ((thisNumber / 10u) > (thatNumber / 10u) ? 1 : -1);
}
子class中的其他opCmp犯了同样的错误，可以用同样的方法修复。
但这是造成您麻烦的主要原因 - 相同的 cast 语法实际上做了两件不同的事情！
看，other 的静态类型是泛型基础 class Object，因此它还不知道您的自定义转换函数。 （opCast，作为模板，不能是虚拟的，因此不像其他修改泛型函数行为的函数那样 override）
相反，它使用通用的 dynamic_cast（这是 C++ 名称，D 只是将它们全部称为 cast，但它是相同的概念，因此您可以通过搜索C++ 术语，如果你愿意的话）。它尝试使用运行时类型标记将基 class/interface 转换回子 class。如果它确实是那个 class 的一个实例（或者它自己的子 classes 之一），那么转换成功并且你得到了引用。否则，它 returns null。这是您的段错误的原因。
另一方面，cast(xxx) this 已经知道它是 GTIN（或其子classes 之一）的实例，因此它能够使用您的自定义opCast 转换。因此，您的 a 变量调用了正确的函数并正确填充，但您的 b 变量将是 null... 除非您实际上正在比较两个 GTIN14 实例.然后动态转换会成功，但其他 classes.
因此，解决方法是首先将通用 Object other 转换回您的 GTIN 基础 class，检查 null（如果用户写像 GTIN14 a = new GTIN14("xxx"); Object b = new Object(); assert(a == b); /* uh oh, b is an Object, so it should just return null */.
顺便说一句，在与 null 进行比较时，通常应该使用 a is null 而不是 a == b，因为如果 a 本身为 null，则在尝试访问虚拟 opEquals 函数时会崩溃!
无论如何，在将其转换回 GTIN 之后，您可以再次转换 并调用转换函数。
或者，您也可以在基 class 中使用不同的命名函数，例如 toGTIN14，它通常会进行转换，您只需从基 class 的每个实例中调用它=] 并以这种方式转换它们，而不是使用 cast 关键字。这实际上是我写的方式 - 这是我的偏好，但两种方式都有效。
opEquals 和 opCmp，在实现它们的任何 classes 中，都需要遵循相同的模式。在 opEquals 中你可以看到 I return false 当它为 null 时，因为如果它们甚至不能转换为普通类型，它们显然是不相等的！
但在 opCmp 中，你不想 return 0 因为这意味着相等，但实际上 return 对我来说是个谜....我只是did -1 这样该数组中的所有其他对象都会更早排序，但也许您有更好的主意。我不知道什么是最好的。
无论如何，进行这些更改应该可以修复您的代码。
最后，作为奖励，这里是通用模板化的实现 class:
alias GTIN14 = GlobalTradeItemNumberImpl!14;
alias GTIN13 = GlobalTradeItemNumberImpl!13;
public
class GlobalTradeItemNumberImpl(int size) : GlobalTradeItemNumber
{
public override @property
size_t length()
{
return size;
}
this(string digits)
{
super(digits);
}
}
如果您曾经看过 Phobos 的一些内部结构，您会在 std.base64 和 std.digest.
中看到类似的模式
现在，所有功能实际上都在基础 class 中。您可以在基础 class:
中重写 opCast
T opCast(T : GlobalTradeItemNumberImpl!N, int N)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < (N-1))
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new T(currentGTINString);
}
那里的专业化使用"pattern matching" 形式 #7 中描述的：http://dlang.org/spec/expression.html#IsExpression 来捕获任何随机 N，并提取它在函数内部使用的内容。
如果您有兴趣，我们还可以进行其他优化，例如使用 ~ 运算符，或者甚至可以将其从 classes 更改为 struct 使用alias this 结合常用功能..但如果你愿意，我会让你玩:)
我正在尝试用 D 编程语言编写表示全球贸易识别号 (GTIN) 的类型库。有四种 GTIN，每种都以数字本身的长度命名：GTIN8、GTIN12、GTIN13 和 GTIN14。其中每一个都被建模为 class 继承自抽象 GTIN class.
在摘要 GTIN class 中，我覆盖了 opEquals 运算符来比较任何类型的两个 GTIN。由于所有较小的 GTIN 都可以映射到更宽的 GTIN14，因此比较中的每个 GTIN 首先转换为 GTIN14，然后再进行比较。
在我比较一个或多个 GTIN13 之前一切正常（或者可能是较小的 GTIN 类型），在这种情况下，我会遇到分段错误。
一切都从这个单元测试开始：
GTIN13 gtin1 = new GTIN13("123456789012");
GTIN13 gtin2 = new GTIN13("123456789012");
assert(gtin1 == gtin2);
运算符 opEquals() 的签名为 Object.opEquals(Object o)，将签名更改为其他任何内容都不会覆盖 ==。在我的例子中，这变成了对 gtin1.opEquals(cast(Object) gtin2) 的调用。我的 opEquals 覆盖看起来像这样（减去累积的注释掉的代码和调试语句）：
public override @trusted
bool opEquals(Object other)
{
GTIN14 a = cast(GTIN14) this;
GTIN14 b = cast(GTIN14) other;
for (int i; i < a.digits.length; i++)
{
if (a.digits[i] != b.digits[i]) return false;
}
return true;
}
如您所见，每个 GTIN 在函数的开头都被转换为 GTIN14；但是，other 首先转换为 Object.
public
GTIN14 opCast(GTIN14)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < 13)
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new GTIN14(currentGTINString);
}
另外，朋友writeln()告诉我，GTIN14 b = cast(GTIN14) other;行执行后，b就是null。 （该行之前不为空。）
所以，总而言之，问题似乎是将 GTIN14 以外的任何类型的 GTIN 转换为 Object，然后以某种方式返回 GTIN14 完全删除对象。这是一个错误吗？这是我的代码有问题吗？有没有不影响代码质量的解决方法？
如果能得到任何帮助，我将不胜感激。
好的，我有几条来自你的 pastebin 的评论。
public abstract
class GlobalTradeItemNumber
{
// this could prolly just return _digits.length too.
public abstract @property
size_t length();
我在这里的一般评论是，您的代码可以通过从数组中借用长度来稍微简化....或者您也可以使用长度作为参数来做类似模板化 class 的事情.
不过，我稍后会回过头来，首先，让我们修复您的代码。继续 class:
public
/*
Note #1:
OK, this line is wrong:
//GTIN14 opCast(GTIN14)()
It should probably be:
*/
GTIN14 opCast(T : GTIN14)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < 13)
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new GTIN14(currentGTINString);
}
// we also need one for converting to the other sizes
// this could also be done with metaprogramming
GTIN13 opCast(T : GTIN13)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < 12)
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new GTIN13(currentGTINString);
}
该行错误的原因是它实际上定义了一个名为 GTIN14 的本地模板参数，它可以是 anything，并隐藏了外部名称！
因此，我在这里的更改创建了一个新名称 T，然后专门用于仅匹配来自外部的 GTIN14 名称。参见：http://dlang.org/spec/template.html#parameters_specialization
但是，它只适用于 GTIN14，所以我还添加了第二个函数，它也适用于 GTIN13。
如果您使用的是模板化 class，专业化也可以提取长度，您将拥有一个函数来完成所有这些。或者，如果长度作为每个子项中的编译时常量（枚举）class，您也可以从那里提取它。
无论如何，只需使用专业化语法 (T : class_name) 并为其他子classes 添加函数即可修复当前代码。
public
ulong toNumber()
{
ulong result;
// a note here: I would probably just have
// int exponent = 1;
// then exponent *= 10; in each loop instead of pow each time.
for (size_t i = this.length-1; i > 0; i--)
{
result += (this._digits[i] * (10^^(this._digits.length-i)));
}
return result;
}
好吧，没什么可说的，你的代码有效，我只是写得有点不同。累加器变量模式会稍微优化它。当然，这里不是很重要，只是要记住一些。
/*
Note #2: this is where things get broken
*/
public override @trusted
bool opEquals(Object other)
{
/*
these are actually two different kinds of casts
GTIN14 b = cast(GTIN14) other; // does a generic dynamic cast!
GTIN14 a = cast(GTIN14) this; // actually calls the opCast
*/
GTIN obj = cast(GTIN) other;
if(obj is null) // which might return null because Object is not necessarily an instance of your class
return false; // definitely not a match
GTIN14 b = cast(GTIN14) obj;
GTIN14 a = cast(GTIN14) this;
for (int i; i < a.digits.length; i++)
{
if (a.digits[i] != b.digits[i]) return false;
}
return true;
}
public override @trusted
int opCmp(Object other)
{
// GTIN14 that = cast(GTIN14) other; // a generic dynamic cast!
GTIN obj = cast(GTIN) other;
if(obj is null) // which might return null because Object is not necessarily an instance of your class
return -1; // so return something indicating not a match
GTIN14 that = cast(GTIN14) obj; // now you can use your custom cast
const ulong thisNumber = this.toNumber();
const ulong thatNumber = that.toNumber();
if (thisNumber == thatNumber) return 0;
return ((thisNumber / 10u) > (thatNumber / 10u) ? 1 : -1);
}
子class中的其他opCmp犯了同样的错误，可以用同样的方法修复。
但这是造成您麻烦的主要原因 - 相同的 cast 语法实际上做了两件不同的事情！
看，other 的静态类型是泛型基础 class Object，因此它还不知道您的自定义转换函数。 （opCast，作为模板，不能是虚拟的，因此不像其他修改泛型函数行为的函数那样 override）
相反，它使用通用的 dynamic_cast（这是 C++ 名称，D 只是将它们全部称为 cast，但它是相同的概念，因此您可以通过搜索C++ 术语，如果你愿意的话）。它尝试使用运行时类型标记将基 class/interface 转换回子 class。如果它确实是那个 class 的一个实例（或者它自己的子 classes 之一），那么转换成功并且你得到了引用。否则，它 returns null。这是您的段错误的原因。
另一方面，cast(xxx) this 已经知道它是 GTIN（或其子classes 之一）的实例，因此它能够使用您的自定义opCast 转换。因此，您的 a 变量调用了正确的函数并正确填充，但您的 b 变量将是 null... 除非您实际上正在比较两个 GTIN14 实例.然后动态转换会成功，但其他 classes.
因此，解决方法是首先将通用 Object other 转换回您的 GTIN 基础 class，检查 null（如果用户写像 GTIN14 a = new GTIN14("xxx"); Object b = new Object(); assert(a == b); /* uh oh, b is an Object, so it should just return null */.
顺便说一句，在与 null 进行比较时，通常应该使用 a is null 而不是 a == b，因为如果 a 本身为 null，则在尝试访问虚拟 opEquals 函数时会崩溃!
无论如何，在将其转换回 GTIN 之后，您可以再次转换 并调用转换函数。
或者，您也可以在基 class 中使用不同的命名函数，例如 toGTIN14，它通常会进行转换，您只需从基 class 的每个实例中调用它=] 并以这种方式转换它们，而不是使用 cast 关键字。这实际上是我写的方式 - 这是我的偏好，但两种方式都有效。
opEquals 和 opCmp，在实现它们的任何 classes 中，都需要遵循相同的模式。在 opEquals 中你可以看到 I return false 当它为 null 时，因为如果它们甚至不能转换为普通类型，它们显然是不相等的！
但在 opCmp 中，你不想 return 0 因为这意味着相等，但实际上 return 对我来说是个谜....我只是did -1 这样该数组中的所有其他对象都会更早排序，但也许您有更好的主意。我不知道什么是最好的。
无论如何，进行这些更改应该可以修复您的代码。
最后，作为奖励，这里是通用模板化的实现 class:
alias GTIN14 = GlobalTradeItemNumberImpl!14;
alias GTIN13 = GlobalTradeItemNumberImpl!13;
public
class GlobalTradeItemNumberImpl(int size) : GlobalTradeItemNumber
{
public override @property
size_t length()
{
return size;
}
this(string digits)
{
super(digits);
}
}
如果您曾经看过 Phobos 的一些内部结构，您会在 std.base64 和 std.digest.
现在，所有功能实际上都在基础 class 中。您可以在基础 class:
中重写opCast
T opCast(T : GlobalTradeItemNumberImpl!N, int N)()
{
string currentGTINString = this.toString()[0 .. $-1];
while (currentGTINString.length < (N-1))
currentGTINString = ('0' ~ currentGTINString);
return new T(currentGTINString);
}
那里的专业化使用"pattern matching" 形式 #7 中描述的：http://dlang.org/spec/expression.html#IsExpression 来捕获任何随机 N，并提取它在函数内部使用的内容。
如果您有兴趣，我们还可以进行其他优化，例如使用 ~ 运算符，或者甚至可以将其从 classes 更改为 struct 使用alias this 结合常用功能..但如果你愿意，我会让你玩:)