CANbus帧的滤波器

Question

这里的实际数据类型可能与发布答案无关。我在这里使用Qt类型，但这个问题也适用于其他结构化类型。

我使用QtSerialBus模块在Qt中通过can总线接收数据帧。我想查找每个接收到的帧，如果它与我在QList中维护的一个D4匹配。

为了查看一个过滤器是否与当前接收到的帧匹配，我最初想出了这些代码行。下面的编辑显示了代码的演变过程，这样任何人都可以看到进展。

bool MyCanClass::isFrameMatchedByFilter(const QCanBusFrame& frameToFilter)
{
    if (mFilterList.isEmpty()) {
        return true;
    } else {
        for (auto& filter : mFilterList) {
            // Go down the chain as far as needed and proceed to the next list entry as soon as a mismatch comes up
            // First ID/Mask filtering, format and type afterwards
            if ((frameToFilter.frameId() & filter.frameId) != (filter.frameId & filter.frameIdMask)) {
                continue;
            }
            // FrameFormat only matters if set either base or extended, not both
            if (filter.format != QCanBusDevice::Filter::FormatFilter::MatchBaseAndExtendedFormat) {
                if (!(frameToFilter.hasExtendedFrameFormat() == (filter.format == QCanBusDevice::Filter::FormatFilter::MatchExtendedFormat))) {
                    continue;
                }
            }
            // Invalid frame is the default and matches every frame type
            if (filter.type != QCanBusFrame::FrameType::InvalidFrame) {
                if (filter.type != frameToFilter.frameType()) {
                    continue;
                }
            }
            return true;
        }
        return false;
    }
}

我个人认为嵌套的水平和一般的方法在这里并不太不干净，但它可能会得到改进，以便它更容易理解，甚至更快。

编辑1

经过几个步骤的重构，基于我得到的答案，我重构了所有的东西，使它更模块化，更容易理解。

我可能会事先对过滤器列表中的in进行排序，以便通过二进制搜索获得速度，但我不确定是否值得这样做，所以现在我将继续这样做：

bool MyCanClass::isFrameOfInterest(const QCanBusFrame& frame)
{
    if (mFilterList.isEmpty()) {
        return true;
    } else {
        return isCanFrameMatchingFilterList(frame, mFilterList);
    }
}

bool isCanFrameMatchingFilterList(const QCanBusFrame& frame, const QList& filterList)
{
    for (auto& filter : filterList) {
        // Go down the chain as far as needed and proceed to the next list entry as soon as a mismatch comes up
        // First ID/Mask filtering, format and type afterwards
        if (!isCanIdMatchedByFilter(frame, filter)) {
            continue;
        }
        // FrameFormat only matters if set either base or extended, not both
        if (!isFrameFormatMatchedByFilter(frame, filter)) {
            continue;
        }
        // Invalid frame is the default and matches every frame type
        if (!isFrameTypeMatchedByFilter(frame, filter)) {
            continue;
        }
        return true;
    }
    return false;
}

bool isCanIdMatchedByFilter(const QCanBusFrame& frame, const QCanBusDevice::Filter& filter)
{
    return (frame.frameId() & filter.frameId) == (filter.frameId & filter.frameIdMask);
}

bool isFrameFormatMatchedByFilter(const QCanBusFrame& frame, const QCanBusDevice::Filter& filter)
{
    if (filter.format == QCanBusDevice::Filter::FormatFilter::MatchBaseAndExtendedFormat) {
        return true;
    }
    bool extended = frame.hasExtendedFrameFormat();
    if (filter.format == QCanBusDevice::Filter::FormatFilter::MatchBaseFormat) {
        return (extended) ? false : true;
    } else {
        return (extended) ? true : false;
    }
}

bool isFrameTypeMatchedByFilter(const QCanBusFrame& frame, const QCanBusDevice::Filter& filter)
{
    // invalid frame matches all frame types
    if (filter.type != QCanBusFrame::FrameType::InvalidFrame) {
        if (filter.type != frame.frameType()) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

虽然新的isFrameFormatMatchedByFilter()在第一个视图中更容易理解，但我假设至少需要两个额外的指令来在CPU上执行该代码，我错了吗？

要弄清楚您自己的代码的哪一部分被认为“太聪明”而哪些不是：)总是有点困难。)

Answer 1

当然，它可以更清洁、更清晰：

• 您的函数名为isFrameMatchedByFilter，但如果筛选列表中没有筛选器，则返回true :这是否意味着帧由一个空筛选器匹配？还不清楚，您需要找到另一个名称或更改函数的行为。
• 你的论点叫做frameToFilter，但这是个坏主意。首先，因为这个函数中只有一个框架，而且frame比frameToFilter短；其次，frameToFilter也可以被解释为一种从框架到过滤器的转换(例如，在to_string中)。
• 整个循环可以包含在一个命名算法中：std::any_of，或者，如果您稍微改变语义，std::find_if：返回匹配的过滤器可能会很有趣，而不是一个简单的bool。然后，您只需要将返回迭代器与filter_list.end()进行比较，就可以生成bool。
• 面具系统伴随着认知成本。(frameToFilter.frameId() & filter.frameId) != (filter.frameId & filter.frameIdMask)可能意味着什么，我没有什么实质性的想法。一个函数，甚至一个简单的λ来启发读者是很好的。它还将封装此计算，您可以将其更改为更健壮的系统(就像enum -but，我不知道上下文，因此可能不是正确的选择)。
• 这类事情：!(frameToFilter.hasExtendedFrameFormat() == (filter.format == QCanBusDevice::Filter::FormatFilter::MatchExtendedFormat))太聪明了。再一次，在它周围写一个一行，或者至少写一个凡人能读的方式(我的意思是，没有50%的机会不能正确理解它)。

能再快一点吗？这取决于几个因素:您可以重新安排匹配条件，使其具有最快的*如果还没有完成，首先进行最有区别的选择(但它看起来是正确的顺序)；您可以按id对筛选器进行排序，并执行二进制搜索，而不是平面搜索；如果存在大量的匹配条件，则可以并行。但是像往常一样，只有当它值得-measure的时候才能进行优化。