我希望能够自省一个c++类的名称,内容(即成员及其类型)等。这里我说的是原生c++,而不是托管c++,托管c++有反射。我意识到c++使用RTTI提供了一些有限的信息。哪些附加库(或其他技术)可以提供这些信息?
当前回答
在我的c++生涯中,我知道的两个类似反射的解决方案是:
1)使用RTTI,如果你能够从一个“对象”基类派生所有的类,它将为你提供一个引导来构建类似反射的行为。该类可以提供一些方法,如GetMethod, GetBaseClass等。至于这些方法是如何工作的,你需要手动添加一些宏来装饰你的类型,这些宏在幕后创建类型的元数据,为GetMethods等提供答案。
2)如果你可以访问编译器对象,另一个选择是使用DIA SDK。如果我没记错的话,这允许您打开pdbs,其中应该包含c++类型的元数据。也许足够做你想做的事了。例如,本页展示了如何获取类的所有基类型。
这两种解决方案都有点难看!没有什么比c++更能让你欣赏c#的奢华了。
祝你好运。
其他回答
您需要做的是让预处理器生成关于字段的反射数据。该数据可以存储为嵌套类。
首先,为了在预处理器中更容易更清晰地编写它,我们将使用类型化表达式。类型化表达式只是将类型放在括号中的表达式。所以不是写int x你会写(int) x。这里有一些方便的宏来帮助类型化表达式:
#define REM(...) __VA_ARGS__
#define EAT(...)
// Retrieve the type
#define TYPEOF(x) DETAIL_TYPEOF(DETAIL_TYPEOF_PROBE x,)
#define DETAIL_TYPEOF(...) DETAIL_TYPEOF_HEAD(__VA_ARGS__)
#define DETAIL_TYPEOF_HEAD(x, ...) REM x
#define DETAIL_TYPEOF_PROBE(...) (__VA_ARGS__),
// Strip off the type
#define STRIP(x) EAT x
// Show the type without parenthesis
#define PAIR(x) REM x
接下来,我们定义一个REFLECTABLE宏来生成关于每个字段(加上字段本身)的数据。这个宏将像这样被调用:
REFLECTABLE
(
(const char *) name,
(int) age
)
使用Boost。PP我们迭代每个参数并生成如下数据:
// A helper metafunction for adding const to a type
template<class M, class T>
struct make_const
{
typedef T type;
};
template<class M, class T>
struct make_const<const M, T>
{
typedef typename boost::add_const<T>::type type;
};
#define REFLECTABLE(...) \
static const int fields_n = BOOST_PP_VARIADIC_SIZE(__VA_ARGS__); \
friend struct reflector; \
template<int N, class Self> \
struct field_data {}; \
BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_I(REFLECT_EACH, data, BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))
#define REFLECT_EACH(r, data, i, x) \
PAIR(x); \
template<class Self> \
struct field_data<i, Self> \
{ \
Self & self; \
field_data(Self & self) : self(self) {} \
\
typename make_const<Self, TYPEOF(x)>::type & get() \
{ \
return self.STRIP(x); \
}\
typename boost::add_const<TYPEOF(x)>::type & get() const \
{ \
return self.STRIP(x); \
}\
const char * name() const \
{\
return BOOST_PP_STRINGIZE(STRIP(x)); \
} \
}; \
这样做的目的是生成一个常量fields_n,即类中可反射字段的数量。然后它针对每个字段专门化field_data。它也与反射器类为友,这是为了它可以访问字段,即使它们是私有的:
struct reflector
{
//Get field_data at index N
template<int N, class T>
static typename T::template field_data<N, T> get_field_data(T& x)
{
return typename T::template field_data<N, T>(x);
}
// Get the number of fields
template<class T>
struct fields
{
static const int n = T::fields_n;
};
};
现在要遍历字段,我们使用访问者模式。我们创建一个MPL范围,从0到字段的数量,并访问该索引下的字段数据。然后它将字段数据传递给用户提供的访问者:
struct field_visitor
{
template<class C, class Visitor, class I>
void operator()(C& c, Visitor v, I)
{
v(reflector::get_field_data<I::value>(c));
}
};
template<class C, class Visitor>
void visit_each(C & c, Visitor v)
{
typedef boost::mpl::range_c<int,0,reflector::fields<C>::n> range;
boost::mpl::for_each<range>(boost::bind<void>(field_visitor(), boost::ref(c), v, _1));
}
现在是揭晓真相的时刻我们把这些都放在一起。下面是如何定义一个可反射的Person类:
struct Person
{
Person(const char *name, int age)
:
name(name),
age(age)
{
}
private:
REFLECTABLE
(
(const char *) name,
(int) age
)
};
下面是一个使用反射数据迭代字段的广义print_fields函数:
struct print_visitor
{
template<class FieldData>
void operator()(FieldData f)
{
std::cout << f.name() << "=" << f.get() << std::endl;
}
};
template<class T>
void print_fields(T & x)
{
visit_each(x, print_visitor());
}
在可反射的Person类中使用print_fields的例子:
int main()
{
Person p("Tom", 82);
print_fields(p);
return 0;
}
输出:
name=Tom
age=82
瞧,我们刚刚用c++实现了反射,用了不到100行代码。
Ponder是一个c++反射库,用于回答这个问题。我考虑了这些选择,决定自己做一个,因为我找不到一个符合我所有要求的。
虽然这个问题有很好的答案,但我不想使用大量宏,也不想依赖Boost。Boost是一个很棒的库,但也有很多小型定制的c++ 0x项目,它们更简单,编译时间更快。能够从外部装饰一个类也有好处,比如包装一个不支持c++ 11的c++库。它是CAMP的分支,使用c++ 11,不再需要Boost。
我也想要一匹小马,但小马不是免费的。: - p
http://en.wikibooks.org/wiki/C%2B%2B_Programming/RTTI是你将得到的。像您所考虑的反射——运行时可用的完整描述性元数据——在默认情况下c++中不存在。
当我想要在c++中进行反射时,我读了这篇文章并改进了我在那里看到的东西。对不起,没有罐头。结果不是我的…但你当然可以得到我所拥有的,然后从那里开始。
我目前正在研究,当我喜欢的时候,使用inherit_linear的方法使可反射类型的定义更容易。实际上我已经学了很多,但还有一段路要走。c++ 0x中的变化很可能在这方面有很大的帮助。
c++中还有另一个用于反射的新库,叫做RTTR(运行时类型反射,参见github)。
该接口类似于c#中的反射,并且不需要任何RTTI。
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