使用 std::type_info 在 natvis 中进行转换

Question

在我正在工作的代码库中，我们使用std::any而不是void*来通过一些通用的非模板代码传递类。 具体来说，我们使用 Visual Studio 2019、它的编译器和标准库。

为了可视化std::any ，微软已经给出了一个 natvis：

  <Type Name="std::any">
      <Intrinsic Name="has_value"   Expression="_Storage._TypeData != 0"/>
      <Intrinsic Name="_Rep"        Expression="_Storage._TypeData &amp; _Rep_mask"/>
      <Intrinsic Name="type"        Expression="(const type_info*)(_Storage._TypeData &amp; ~_Rep_mask)"/>
      <Intrinsic Name="_Is_trivial" Expression="has_value() &amp;&amp; _Rep() == 0"/>
      <Intrinsic Name="_Is_big"     Expression="has_value() &amp;&amp; _Rep() == 1"/>
      <Intrinsic Name="_Is_small"   Expression="has_value() &amp;&amp; _Rep() == 2"/>
      <DisplayString Condition="!has_value()">[empty]</DisplayString>
      <DisplayString Condition="_Is_trivial() || _Is_small()">[not empty (Small)]</DisplayString>
      <DisplayString Condition="_Is_big()">[not empty (Large)]</DisplayString>
      <Expand>
          <Synthetic Name="has_value">
              <DisplayString>{has_value()}</DisplayString>
          </Synthetic>
          <Synthetic Name="type" Condition="has_value()">
              <DisplayString>{type()}</DisplayString>
          </Synthetic>
          <Synthetic Name="[representation]" Condition="_Is_trivial()">
              <DisplayString>(Small/Trivial Object)</DisplayString>
          </Synthetic>
          <Synthetic Name="[representation]" Condition="_Is_small()">
              <DisplayString>(Small Object)</DisplayString>
          </Synthetic>
          <Synthetic Name="[representation]" Condition="_Is_big()">
              <DisplayString>(Dynamic Allocation)</DisplayString>
          </Synthetic>
      </Expand>
  </Type>

然而，这最终向我们展示了(Small Object)而不是我们存储在其中的std::string 。 我已经设法用几行额外的行来扩展它以获得指向数据的指针：

          <Item Name="[castable_ptr]" Condition="_Is_trivial()">(void*)(&amp;_Storage._TrivialData)</Item>
          <Item Name="[castable_ptr]" Condition="_Is_small()">(void*)(&amp;_Storage._SmallStorage._Data)</Item>
          <Item Name="[castable_ptr]" Condition="_Is_big()">(void*)(_Storage._BigStorage._Ptr)</Item>

但是，这将数据显示为void* ，您必须手动将其转换为实际类型std::string*的指针。 然而，这个std::any实现/可视化也带有一个std::type_info 。 （参见字段：类型）知道我们拥有哪种底层类型。

有没有办法使用这个std::type_info以便可以将(void*)替换为实际存储类型的强制转换？

编辑： visual studio 为类型提供的信息示例： {mydll.dll!class std::tuple<__int64,double,double,double> 'RTTI Type Descriptor'} {...}当显式转换地址时到的std :: TYPE_INFO *，我可以访问_Data在调试器，包含_DecoratedName （ .?AV?$tuple@_JNNN@std@@ ）和_UndecoratedName （ nullptr ）。 不幸的是，我似乎无法找到如何编写利用这些信息的演员表。

Answer 1

我不知道上下文（实施限制）。 如果使用std::any被确定为一个强大的先决条件（我可以理解）并且在 Microsoft 改进本机可视化器之前，下面可能是战术上的快速胜利。

在 natvis xml 配置文件中：

<Synthetic Name="[representation]" Condition="_Is_trivial()">
    <!--<DisplayString>(Small/Trivial Object)</DisplayString>-->
    <DisplayString>{_Storage._TrivialData._Val}</DisplayString>
</Synthetic>
<Synthetic Name="[representation]" Condition="_Is_small()">
    <!--<DisplayString>{*displayStdAnyContent(*this)}</DisplayString>-->
    <Expand>
        <Item Name="[value]">*displayStdAnyContent(*this)</Item>
    </Expand>
</Synthetic>

<Type Name="AnyCastedValue&lt;*&gt;">
    <DisplayString>{value}</DisplayString>
    <Expand>
        <Item Name="[value]">value</Item>
    </Expand>
</Type>

C++

//----------------------------------------------------------------------------------
class IAnyValue
{
public:
    virtual ~IAnyValue() = default;
};

template <typename T>
struct AnyCastedValue final :public IAnyValue
{
    AnyCastedValue(const T& pi_value) :value(pi_value) {}

    T value;
};

struct NonCastableValue final :public IAnyValue
{
    static constexpr auto message = "I'm not castable! Please register my type!";
};

//----------------------------------------------------------------------------------
class IAnyCaster
{
public:
    virtual std::unique_ptr<IAnyValue> castValue(const std::any& pi_any) const = 0;
    virtual ~IAnyCaster() = default;
};

template <typename T>
class AnyCaster final :public IAnyCaster
{
public:
    AnyCaster() = default;

    virtual std::unique_ptr<IAnyValue> castValue(const std::any& pi_any) const override
    {
        return std::make_unique<AnyCastedValue<T>>(std::any_cast<T>(pi_any));
    }
};
    
//----------------------------------------------------------------------------------
class AnyCasterService final :public std::unordered_map<std::string, std::unique_ptr<IAnyCaster>>
{
public:
    AnyCasterService()
    {
        //here we register the types you would like be able to watch under the debugger
        registerType<int>();
        registerType<std::string>();
    }

    std::unique_ptr<IAnyValue> castValue(const std::any& pi_any) const
    {
        auto im = find(pi_any.type().name());
        if (im != end())
        {
            return im->second->castValue(pi_any);
        }
        else return std::make_unique<NonCastableValue>();
    }

private:
    template <typename T>
    void registerType()
    {
        this->insert(std::make_pair(typeid(T).name(),std::make_unique<AnyCaster<T>>()));
    }
};

//----------------------------------------------------------------------------------
std::unique_ptr<IAnyValue> displayStdAnyContent(const std::any& pi_any)
{   
    static const AnyCasterService s_service;
    return s_service.castValue(pi_any);
}

我在 VS2017 v15.9.8 下验证了这个提议

请记住，Natvis 只能根据您的需要（显式用户调用）在运行时评估该方法。

std::any l_any;
l_any = 5;
l_any = std::string("it works!");

Answer 2

std::any 将取消输入您的数据。 它必须被视为 std 中 void* 的安全包装。 因此，您无法在运行时通过 natvis 查看其类型化数据。

我的建议是重新设计你的实现，通过依赖模板类型的具体类继承的通用接口来避免 std::any 或 void* 。 例如：

class IData //base interface
{
public:
    ~virtual IData()=default;
}

template <typename T> 
class TypedData:public IData //abstract or concrete
{
    //...
    T m_data;
}

void genericFunction(const IData& pi_data); //instead of void* or std::any

int main()
{
    TypedData<std::string> l_data("my typed data");
    genericFunction(l_data);
    //...
}

通过这种设计，您可以定义单个 natvis 条目来管理 TypedData

<Type Name="TypedData&lt;*&gt;"> //TypedData<*>
    <DisplayString>{m_data}</DisplayString>
</Type>