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作为我论文的一部分，我正在使用 C++ 开发 6502 仿真器。它有 6 个寄存器，其中大多数只保存值，但有一个特殊的 - 处理器状态。它是 8 位宽，每一位代表一个不同的标志。对我来说最好的选择似乎是让它 std::bitset<8> 并创建一个相应的枚举类来将其值映射到实际位，如下所示：

enum class PSFlags : uint8_t
{
    Carry = 0,
    Zero = 1,
    InterruptDisable = 2,
    Decimal = 3,
    Break = 4,
    Unknown = 5,
    Overflow = 6,
    Negative = 7
};

struct Registers
{
    int8_t A;
    int8_t X;
    int8_t Y;
    uint8_t SP;
    uint16_t PC;
    static constexpr uint8_t PSSize = 8;
    std::bitset<PSSize> PS;

    constexpr Registers() noexcept :
        A(0),
        X(0),
        Y(0),
        SP(0xFF),
        PS(0b00100100),
        PC(0)
    {
    }
};

现在，如果我想引用以下三个之一：PS 的大小、标志号或位集本身，我有：

Registers::PSSize;  // size
PSFlags::Carry;     // flag number
Registers r; r.PS;   // bitset itself

每个调用都以非常不同的方式访问该值。我想让它更一致，例如

Registers::PS::value;        // for the bitset itself
Registers::PS::size;         // for the size
Registers::PS::flags::Carry; // for the name of flag

您对如何实现这种（或类似的）一致性而不在代码中创建一些疯狂或丑陋的结构有什么好的想法吗？

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1 回答 1

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OP 想要的（或可接受的类似的东西）可以使用 nested structs 来实现。

只是为了好玩，我试图模拟 OP 的意图：

#include <bitset>

struct Registers
{
    int8_t A;
    int8_t X;
    int8_t Y;
    uint8_t SP;
    static constexpr uint8_t PSSize = 8;

    struct PS: std::bitset<PSSize> {
      enum Flags {
        Carry = 0,
        Zero = 1,
        InterruptDisable = 2,
        Decimal = 3,
        Break = 4,
        Unknown = 5,
        Overflow = 6,
        Negative = 7
      };
      static constexpr unsigned Size = PSSize;

      constexpr PS(std::uint8_t value):
        std::bitset<PSSize>((unsigned long long)value)
      { }
      std::uint8_t value() const { return (std::uint8_t)to_ulong(); }
    } PS;

    uint16_t PC;

    constexpr Registers() noexcept :
        A(0),
        X(0),
        Y(0),
        SP(0xFF),
        PS(0x24),//PS(0b00100100),
        PC(0)
    {
    }
} r;

一个小测试来证明这一点：

#include <iomanip>
#include <iostream>

#define DEBUG(...) std::cout << #__VA_ARGS__ << ";\n"; __VA_ARGS__ 

int main()
{
  std::cout << std::hex << std::setfill('0');
  DEBUG(std::cout << Registers::PS::Flags::Carry << '\n');
  DEBUG(std::cout << r.PS[Registers::PS::Flags::Carry] << '\n');
  DEBUG(std::cout << Registers::PS::Flags::InterruptDisable << '\n');
  DEBUG(std::cout << r.PS[Registers::PS::Flags::InterruptDisable] << '\n');
  DEBUG(std::cout << Registers::PS::Flags::Break << '\n');
  DEBUG(std::cout << r.PS[Registers::PS::Flags::Break] << '\n');
  DEBUG(std::cout << Registers::PS::Size << '\n');
  DEBUG(std::cout << "0x" << std::setw(2) << (unsigned)r.PS.value() << '\n');
  // done
  return 0;
}

输出：

std::cout << Registers::PS::Flags::Carry << '\n';
0
std::cout << r.PS[Registers::PS::Flags::Carry] << '\n';
0
std::cout << Registers::PS::Flags::InterruptDisable << '\n';
2
std::cout << r.PS[Registers::PS::Flags::InterruptDisable] << '\n';
1
std::cout << Registers::PS::Flags::Break << '\n';
4
std::cout << r.PS[Registers::PS::Flags::Break] << '\n';
0
std::cout << Registers::PS::Size << '\n';
8
std::cout << "0x" << std::setw(2) << (unsigned)r.PS.value() << '\n';
0x24

笔记：

关于命名嵌套结构Registers::PS和Registers::PS具有相同名称的成员是我期望的工作。不过，通常我使用大写的开始字符作为类型标识符和小写的开始字符作为变量。因此，我通常没有这个问题。

由于对此有疑问，我struct Registers针对各种编译器进行了测试（尽管我不会将此视为对标准的证明）：Compiler Explorer

从std::容器派生应该小心（即最好不要）。可能出于性能原因，没有一个std::容器提供virtual具有相应后果的析构函数。在上面的代码中，这应该不是问题。

6502让我想起了我第一次尝试的Commodore 64（尽管 C64 拥有更现代的6510 CPU）。但是，那是很久以前的事了... ;-)

于 2019-09-28T11:47:11.947 回答