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2026-06-16 16:09:42 +08:00

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05 - 类与数据布局

Viper 中的 class 有两种用途：定义数据布局（结构体/联合体/枚举，本章内容），以及定义面向对象的对象类型（见 06-oop.md）。

结构体定义

普通 class 定义编译为 LLVM 结构体类型：

class point:
    x: t.CInt
    y: t.CInt

在 C 中：

struct point {
    int x;
    int y;
};

在 LLVM IR 中：

%"<SHA1>.point" = type { i32, i32 }

带属性的结构体

@c.Attribute(t.attr.packed)
class idt_entry:
    base_low:    t.CUInt16T
    selector:    t.CUInt16T
    ist_attr:    t.CUInt8T
    type_attr:   t.CUInt8T
    base_middle: t.CUInt16T
    base_high:   t.CUInt32T
    reserved1:   t.CUInt32T

结构体数组

idt: list[idt_entry, 256] = []

结构体指针成员

class node:
    value: t.CInt
    next: node | t.CPtr          # 指向自身的指针（有向图链表）

结构体实例化与初始化

entry: idt_entry = idt_entry()

或带构造函数：

mousepoint = Point(x=1, y=2)

乱序传参或带参传参对于结构体的初始化同样有效：

entry: idt_entry = idt_entry(selector=0x08, base_low=0x0000)

也可以给结构体成员指定默认值：

class config:
    width: t.CInt = 640
    height: t.CInt = 480
    depth: t.CInt = 32

使用 c.Addr 获取实例指针：

obj_ptr: MyClass | t.CPtr = c.Addr(MyClass(arg1, arg2))

匿名结构体成员（❌）

WARNING: 警告： 由于 Viper 在声明结构体，枚举等处不需要关键字，因此 t.Anonymouse 是不需要使用的。此关键字不再维护，强行使用可能导致未定义行为。

继承 t.Anonymous 的类作为匿名成员嵌入：

class header(t.Anonymous):
    magic: t.CUInt32T
    version: t.CUInt32T

class packet:
    header          # 匿名嵌入，可直接访问 packet.magic
    length: t.CUInt32T

字节序标记

WARNING: 警告： 此关键字是实验性的。未经充分测试，不当使用可能导致未定义行为。

使用 t.BigEndian 或 t.LittleEndian 标记成员的字节序：

class network_packet:
    length: t.CUInt16T | t.BigEndian     # 大端序存储
    type: t.CUInt8T                       # 默认小端序

联合体

继承 t.CUnion 定义联合体：

class value(t.CUnion):
    ival: t.CInt
    fval: t.CFloat
    pval: t.CVoid | t.CPtr

等价 C 代码：

union value {
    int ival;
    float fval;
    void* pval;
};

枚举

继承 t.CEnum 定义枚举：

class color(t.CEnum):
    RED:   t.CEnum = 0
    GREEN: t.CEnum = 1
    BLUE:  t.CEnum = 2

等价 C 代码：

enum color {
    RED = 0,
    GREEN = 1,
    BLUE = 2
};

枚举成员可直接使用名称：

c: t.CInt = color.RED

Typedef

使用 t.CTypedef 创建类型别名：

irq_handler_t: t.CTypedef | t.Callable[[], t.CInt]   # typedef int (*irq_handler_t)();

或通过注解赋值：

MyStruct: t.CTypedef = original_struct   # typedef struct original_struct MyStruct;

更推荐通过后者的形式，前者编译器不一定能够识别到注解是对 t.CTypedef 的，还是后面的注解的，而且容易触发未定义行为。

位域

使用 t.Bit(n) 定义位域成员：

class flags:
    a: t.CUInt32T | t.Bit[1]
    b: t.CUInt32T | t.Bit[3]
    c: t.CUInt32T | t.Bit[4]

注意：如果存入超出位域宽度的值，会被截断。例如 a 为 1 位，存入 2（二进制 10）会被截断为 0。

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