RFC-0022：说明：结构体成员的默认值

RFC-0022：说明：结构体成员的默认值
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FIDL 结构体成员可以具有默认值。目前，默认值支持功能已部分实现（请参阅下文），此提案旨在阐明默认值应如何运行。
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提交日期（年-月-日）2018-07-17
审核日期（年-月-日）2018-09-27

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摘要

FIDL 结构体成员可以具有默认值。目前，默认值支持功能已部分实现（请参阅下文），此提案旨在阐明默认值应如何运行。

设计初衷

  1. 它可在语言绑定中提供规律性，可防范不一致或意外的使用，并
  2. 当语言要求显式初始化时，消除繁琐的手动逐成员初始化；

非动机包括：

  • 以线格格式保存字节

这不是为了节省线格格式的字节或在编码或解码时节省处理能力。

当前实现

默认值可以使用结构体成员的 FIDL 语言进行表达：

  • (+) 支持数值字面量、布尔字面量和字符串字面量。
  • (-) fidlc 不提供对字面量是否可赋值给结构体成员的类型检查。可以将字符串字面量“hello”分配给布尔值，将负数分配给 uint，或将超出边界的数值分配给 int16。
  • (-) 语言绑定支持不一致，目前仅适用于 C++ 和 Dart 绑定。不支持 Go、C 或 Rust。

例如（来自 //zircon/system/host/fidl/examples/types.test.fidl）：

struct default_values {
    bool b1 = true;
    bool b2 = false;
    int8 i8 = -23;
    int16 i16 = 34;
    int32 i32 = -34595;
    int64 i64 = 3948038;
    uint8 u8 = 0;
    uint16 u16 = 348;
    uint32 u32 = 9038;
    uint64 u64 = 19835;
    float32 f32 = 1.30;
    float64 f64 = 0.0000054;
    string s = "hello";
};

设计

可以为结构体成员定义默认值。默认值显示在字段定义的末尾，采用类似 C 语言的 = {value} 模式。

语法

// cat.fidl

enum CatAction : int8 {
    SIT = -10;
    WALK = 0;
    SNEAK = 2;
};

struct Location {
    uint8 pos_x = 10;  // Position X
    uint8 pos_y;       // Position Y. Default unspecified. Fall-back to 0
    float32 pos_z = 3.14;  // Position Z.
    float32 pos_t;         // Default unspecified. Fall-back to 0.0
};

struct Cat {
    string name;      // Automatic default to empty string
    CatAction action = CatAction::SNEAK;
    Location loc;

};

语义

请参阅 RFC-006，其中阐明了默认值的语义以及对绑定的相关要求。

支持的类型

  • 基元类型：
    • bool、int8、int16、int32、int64、uint8、uint16、uint32、uint64、float32、float64
  • 非 null 的 string、string:N
    • string:N 应将预留但未使用的内存清零。

不支持的类型

  • array<T>:N
    • 设为零
  • 非 null 类型：vector<T>、vector<T>:N
    • 设为零
  • 可为 null 的类型：string?、string:N?、vector<T>?、vector<T>:N?
    • 设为 null
  • handle
  • struct
    • 虽然 struct 中的每个成员都可能具有默认值，但 struct 本身没有默认值。
  • union
    • 为避免任何冲突，系统会忽略 union 成员的任何默认值，或 union 的任何深度的子结构的默认值。

默认值的细微差别

重点是值本身，而不是分配值的方式。这至少说明了两点：

  • 无论是由于其他机制明确分配了感兴趣的参数而使用默认值，还是未使用默认值，都没有区别。
  • 在序列化或反序列化时，没有额外的（透明）逻辑层来分配值。

实现

以下是 C、Rust 和 Go 绑定的实现示例

// in FIDL "default.fidl"
struct Location {
    uint8 pos_x = 10;
    uint8 pos_y = 20;
    uint8 pos_x;       // Should be set to "zero" according to above.
};

// C binding "defaults/fidl.h"
typedef struct _Location_raw {
   uint8_t pos_x;
   uint8_t pos_y;
   uint8_t pos_z
} Location;

Location Location_default = { 10, 20, 0 }; // Or in the source file.
                                           // May be used for memcmp,
memcpy, etc.

#define Location(my_instance) Location my_instance = Location_default;

// C code "example.c"
#include <fidl.h>
void showme(Location loc) {
    printf("(%u, %u, %u)\n", loc.pos_x, loc.pos_y, loc.pos_z);
}

int main() {
    Location(alpha);
    Location beta;
    Location gamma = Location_default;
    showme(alpha); showme(beta); showme(gamma);
    return 0;
}

// Rust binding
struct Location {
    pos_x: u8,
    pos_y: u8,
    pos_z: u8,
}
impl std::default::Default for Location {
    fn default() -> Self { Self { pos_x: 10, pos_y: 20, pos_z: 0 } }
}

// Go binding, using export control
type location struct {
    pos_x  uint8
    pos_y  uint8
    pos_z  uint8
}

Func NewLocation() location {
    loc := location{}
    loc.pos_x = 10
    loc.pos_y = 20
    // loc.pos_z = 0  Maybe omitted.
    return loc
}

性能

不适用

安全

不适用

测试

不适用

向后兼容性

此更改会导致 FIDL 文件源向后不兼容。无需更改 ABI 或线格格式。

缺点、替代方案和未知情况

我们尚未评估在所有语言绑定中实现此功能是否会很简单。

在先技术和参考文档

协议缓冲区、平面缓冲区提供默认值。Golang 有一个零值的概念，其中声明且没有明确初始值的变量会被明确初始化为零。

开源方法：

// From https://github.com/creasty/defaults
type Sample struct {
        Name   string `default:"John Smith"`
        Age    int    `default:"27"`
        Gender Gender `default:"m"`

        Slice       []string       `default:"[]"`
        SliceByJSON []int          `default:"[1, 2, 3]"` // Supports JSON format
        Map         map[string]int `default:"{}"`
        MapByJSON   map[string]int `default:"{\"foo\": 123}"`

        Struct    OtherStruct  `default:"{}"`
        StructPtr *OtherStruct `default:"{\"Foo\": 123}"`

        NoTag  OtherStruct               // Recurses into a nested struct even without a tag
        OptOut OtherStruct `default:"-"` // Opt-out
}