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C++实现一个配置系统

时间:2024-09-26 21:49:41浏览次数:11  
标签:std value const name 配置 系统 C++ QString return

开发环境

Qt6 & boost

目标

通过模板的匹配方式,实现key-value的配置读取方式,value支持基本类型及自定义类型。

实现

通过重载类型转换类Transformer实现多种类型的和QString的转换

#include <QString>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QDataStream>
#include <boost/lexical_cast.hpp>

namespace Conf {

template<class F, class T>
class Transformer {
public:
    T operator()(const F &v) const {
        return boost::lexical_cast<T>(v);
    }
};

template<>
class Transformer<QString, QString> {
public:
    QString operator()(const QString &v) const {
        return v;
    }
};

template<class T>
class Transformer<QString, T> {
public:
    T operator()(const QString &v) const {
        if (std::is_same<T, short>::value) {
            return v.toShort();
        } else if (std::is_same<T, ushort>::value) {
            return v.toUShort();
        } else if (std::is_same<T, int>::value) {
            return v.toInt();
        } else if (std::is_same<T, uint>::value) {
            return v.toUInt();
        } else if (std::is_same<T, long>::value) {
            return v.toLong();
        } else if (std::is_same<T, ulong>::value) {
            return v.toULong();
        } else if (std::is_same<T, qlonglong>::value) {
            return v.toLongLong();
        } else if (std::is_same<T, qulonglong>::value) {
            return v.toULongLong();
        } else if (std::is_same<T, float>::value) {
            return v.toFloat();
        } else if (std::is_same<T, double>::value) {
            return v.toDouble();
        }
        throw std::runtime_error("unsupported type" + std::string(typeid(T).name()));
//        throw std::invalid_argument("Conversion failed");
    }
};

template<class T>
class Transformer<T, QString> {
public:
    QString operator()(const T &v) const {
        if (std::is_arithmetic_v<T>) {
            return QString::number(v);
        }
        throw std::runtime_error("unsupported type" + std::string(typeid(T).name()));
//        throw std::invalid_argument("Conversion failed");
    }
};

template<class T>
class Transformer<QString, QList<T>> {
public:
    QList<T> operator()(const QString &v) const {
        QList<T> result;
        QJsonDocument doc = QJsonDocument::fromJson(v.toUtf8());
        QJsonArray array = doc.array();

        for (auto item : array) {
            qDebug() << item;
            result.append(item.toVariant().value<T>());
        }
        return result;
    }
};

template<class T>
class Transformer<QList<T>, QString> {
public:
    QString operator()(const QList<T> &v) const {
        QJsonArray array;
        for (auto item : v) {
            array.append(QJsonValue::fromVariant(QVariant::fromValue(item)));
        }
        return QJsonDocument(array).toJson();
    }
};

};

配置文件的基础数据类ConfigVarBase,用于保存key和对应的描述(description)。派生类ConfigVar存储实际配置数据

#include <memory>
#include <QSharedPointer>
#include <QString>
#include <QReadWriteLock>
#include <QVariant>
#include <QDebug>
#include "transformer.h"

namespace Conf {

class ConfigVarBase {
public:
    using ptr = QSharedPointer<ConfigVarBase>;

    explicit ConfigVarBase(const QString &name, const QString &desc = "")
     : m_name(name.toLower()), m_description(desc) {}
    virtual ~ConfigVarBase() = default;

    virtual const QString &name() const { return m_name; }
    virtual const QString &description() const { return m_description; }
    virtual const QString toString() = 0;
    virtual bool fromString(const QString &val) = 0;
    virtual QString typeName() const = 0;

protected:
    QString m_name;
    QString m_description;
};

template<class T, class FromStr = Transformer<QString, T>, class ToStr = Transformer<T, QString>>
class ConfigVar : public ConfigVarBase {
public:
    using ptr = QSharedPointer<ConfigVar>;

    explicit ConfigVar(const QString &name, const T &default_val, const QString &desc = "")
            : ConfigVarBase(name, desc), m_val(default_val) {}

    const QString toString() override {
        try {
            QReadLocker locker(&m_mutex);
            return ToStr()(m_val);
        } catch (const std::exception &e) {
            qWarning() << Q_FUNC_INFO << "exception" << e.what() << "convert to string name=" << m_name;
        }
        return {};
    }

    bool fromString(const QString &val) override {
        try {
            setValue(FromStr()(val));
        } catch (std::exception& e) {
            qWarning() << Q_FUNC_INFO << "exception" << e.what() << " convert: string to name=" << m_name
                       << " - " << val;
        }
        return false;
    }

    QString typeName() const override { return QString::fromStdString(typeid(T).name()); }

    const T &value() {
        QReadLocker locker(&m_mutex);
        return m_val;
    }

    void setValue(const T &v) {
        {
            QReadLocker locker(&m_mutex);
            if (v == m_val) {
                return;
            }
        }
        QWriteLocker locker(&m_mutex);
        m_val = v;
    }

protected:
    QReadWriteLock m_mutex;
    T m_val;
};

}

 以上完成了配置系统的基本数据结构的设计。

将配置数据存储到Config类中,通过Config类对数据进行管理。并且禁止Config类的拷贝、移动等操作。

  1. lookup函数中find_first_not_of,在Qt中可通过正则表达式的方式进行处理。
  2. 通过loadFromConfFile加载对应配置文件的数据,该数据应是已经在系统中定义好的数据,忽略非法数据。
namespace Conf {

class Config {
public:
    using ptr = QSharedPointer<Config>;
    using ConfigVarMap = QMap<QString, ConfigVarBase::ptr>;

    Config() = default;
    virtual ~Config() = default;

    Config(const Config&) = delete; // 禁止拷贝构造
    Config(const Config&&) = delete; // 禁止移动构造
    Config& operator=(const Config&) = delete; // 禁止赋值操作
    Config& operator=(const Config&&) = delete; // 禁止移动操作

    template<class T>
    typename ConfigVar<T>::ptr lookup(const QString &name, const T &defaultValue, const QString &desc = "") {
        QWriteLocker locker(&m_mutex);
        if (m_dataMap.contains(name)) {
            auto tmp = m_dataMap.value(name).dynamicCast<ConfigVar<T>>();
            if (tmp) {
                return tmp;
            } else {
                return nullptr;
            }
        }
        auto stdName = name.toStdString();
        if(stdName.find_first_not_of("abcdefghikjlmnopqrstuvwxyz._012345678") != std::string::npos) {
            qWarning() << "Lookup name invalid " << name;
            throw std::invalid_argument(stdName);
        }
        auto v = QSharedPointer<ConfigVar<T>>::create(name, defaultValue, desc);
        m_dataMap.insert(name, v);
        return v;
    }

    template<class T>
    typename ConfigVar<T>::ptr lookup(const QString &name) {
        QReadLocker locker(&m_mutex);
        return m_dataMap.value(name, nullptr).dynamicCast<ConfigVar<T>>();
    }

    ConfigVarBase::ptr lookupBase(const QString &name);

    virtual int loadFromConfFile(const QString &path);

private:
    ConfigVarMap m_dataMap;
    QReadWriteLock m_mutex;
};

}

使用ConfigMgr管理多个配置文件配置数据,并通过单例的方式在系统中生成唯一实例。 

namespace Conf {

class ConfigMgr {
public:
    using ConfigMap = QMap<QString, Config::ptr>;

    ConfigMgr(const ConfigMgr&) = delete; // 禁止拷贝构造
    ConfigMgr(const ConfigMgr&&) = delete; // 禁止移动构造
    ConfigMgr& operator=(const ConfigMgr&) = delete; // 禁止赋值操作
    ConfigMgr& operator=(const ConfigMgr&&) = delete; // 禁止移动操作


    static QSharedPointer<ConfigMgr> instance();

    Config::ptr configure(const QString &name);

    template<class T>
    typename ConfigVar<T>::ptr lookup(const QString &confName, const QString &keyName, const T &defaultValue,
                                      const QString &desc = "") {
        return configure(confName)->lookup<T>(keyName, defaultValue, desc);
    }

    template<class T>
    typename ConfigVar<T>::ptr lookup(const QString &confName, const QString &keyName) {
        QReadLocker locker(&s_mutex);
        if (m_confMap.contains(confName)) {
            return m_confMap.value(confName)->lookup<T>(keyName);
        }
        return nullptr;
    }
    int loadConfigFromFile(const QString &name, const QString &path);

private:
    ConfigMgr() = default;

    static QReadWriteLock s_mutex;
    static QSharedPointer<ConfigMgr> s_confMgr;
    static std::once_flag s_initInstanceFlag;

    ConfigMap m_confMap;
};

}
namespace Conf {

QReadWriteLock ConfigMgr::s_mutex{};
QSharedPointer<ConfigMgr> ConfigMgr::s_confMgr;
std::once_flag ConfigMgr::s_initInstanceFlag;

ConfigVarBase::ptr Config::lookupBase(const QString &name)
{
    QReadLocker locker(&m_mutex);
    return m_dataMap.value(name, nullptr);
}

int Config::loadFromConfFile(const QString &path)
{
    QFile file(path);
    if (!file.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        return 1;
    }
    auto doc = QJsonDocument::fromJson(file.readAll());
    file.close();

    if (doc.isEmpty()) {
        return 2;
    }

    QList<QPair<QString, QJsonValue>> m_dataList;
    if (doc.isObject()) {
        auto obj = doc.object();
        for (auto it {obj.begin()}; it != obj.end(); ++it) {
            const auto &value = it.value();
            m_dataList.append(qMakePair(it.key(), value));
        }
    }
    for (const auto &pair : m_dataList) {
        const auto &key = pair.first;
        const auto &value = pair.second;
        if (key.isEmpty()) {
            continue;
        }
        auto var = lookupBase(key.toLower());
        if (var) {
            QWriteLocker locker(&m_mutex);
            switch (value.type()) {
            case QJsonValue::Bool: var->fromString(value.toBool(true) ? "true" : "false"); break;
            case QJsonValue::Double: var->fromString(QString::number(value.toDouble())); break;
            case QJsonValue::String: var->fromString(value.toString()); break;
            case QJsonValue::Object: var->fromString(QJsonDocument(value.toObject()).toJson()); break;
            case QJsonValue::Array: var->fromString(QJsonDocument(value.toArray()).toJson()); break;
            case QJsonValue::Null:
            case QJsonValue::Undefined:
                break;
            }
        }
    }
    return SUCCESS;
}

QSharedPointer<ConfigMgr> ConfigMgr::instance()
{
    std::call_once(s_initInstanceFlag, [] {
        QWriteLocker locker(&s_mutex);
        if (s_confMgr == nullptr) {
            s_confMgr = QSharedPointer<ConfigMgr>(new ConfigMgr);
        }
    });
    return s_confMgr;
}

Config::ptr ConfigMgr::configure(const QString &name)
{
    QWriteLocker locker(&s_mutex);
    if (!m_confMap.contains(name)) {
        m_confMap.insert(name, QSharedPointer<Config>::create());
    }
    return m_confMap.value(name);
}


int ConfigMgr::loadConfigFromFile(const QString &name, const QString &path)
{
    QWriteLocker locker(&s_mutex);
    if (m_confMap.contains(name)) {
        return m_confMap.value(name)->loadFromConfFile(path);
    }
    return 1;
}

}
class Obj {
public:
    Obj() {};
    virtual ~Obj() {}
    QString name;
    int age = 0;

    bool operator==(const Obj &obj) const {
        return name == obj.name && age == obj.age;
    }
    friend QDebug operator<<(QDebug out, const Obj &obj) {
        out.nospace() << "name:" << obj.name << ", age:" << obj.age;
        return out;
    }
};


namespace Conf {
// 通过重载Transformer实现ConfVar对class Obj的支持
template<>
class Transformer<QString, Obj> {
public:
    Obj operator()(const QString& v) {
        auto doc = QJsonDocument::fromJson(v.toUtf8());
        Obj p;
        p.name = doc.object()["name"].toString();
        p.age = doc.object()["age"].toInt();
        return p;
    }
};

template<>
class Transformer<Obj, QString> {
public:
    QString operator()(const Obj& p) {
        QJsonObject obj;
        obj["name"] = p.name;
        obj["age"] = p.age;
        QJsonDocument doc;
        doc.setObject(obj);
        return doc.toJson();
    }
};

}



// 初始化一个名为system的配置文件,对应参数为number, 默认值为0
auto numVar = Conf::ConfigMgr::instance()->lookup<int>("system", "number", 0);
// 初始化一个名为system的配置文件,对应参数为obj, 默认值为Qbj()
auto objVar = Conf::ConfigMgr::instance()->lookup<Obj>("system", "obj", {})->value();
// 加载配置文件
auto resutl = Conf::ConfigMgr::instance()->loadConfigFromFile("system", "../conf/test_configure.json");


标签:std,value,const,name,配置,系统,C++,QString,return
From: https://blog.csdn.net/jayshengC/article/details/142435322

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