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
周围有两种反射。
Inspection by iterating over members of a type, enumerating its methods and so on. This is not possible with C++. Inspection by checking whether a class-type (class, struct, union) has a method or nested type, is derived from another particular type. This kind of thing is possible with C++ using template-tricks. Use boost::type_traits for many things (like checking whether a type is integral). For checking for the existence of a member function, use Templated check for the existence of a class member function? . For checking whether a certain nested type exists, use plain SFINAE .
如果你想要实现1),比如查看一个类有多少个方法,或者获取一个类id的字符串表示形式,那么恐怕标准c++没有办法做到这一点。你必须使用其中任何一个
一个元编译器,如Qt元对象编译器,它翻译你的代码,添加额外的元信息。 由宏组成的框架,允许您添加所需的元信息。你需要告诉框架所有的方法、类名、基类和它需要的一切。
c++的设计考虑到了速度。如果您想要高级别的检查,就像c#或Java所做的那样,不做一些额外的工作就无法做到这一点。
其他回答
你可以通过Boost::Hana库中的BOOST_HANA_DEFINE_STRUCT实现很酷的静态反射功能。 Hana非常通用,不仅适用于您所想到的用例,还适用于许多模板元编程。
如果你像这样声明一个指向函数的指针:
int (*func)(int a, int b);
您可以像这样在内存中为该函数分配一个位置(需要libdl和dlopen)
#include <dlfcn.h>
int main(void)
{
void *handle;
char *func_name = "bla_bla_bla";
handle = dlopen("foo.so", RTLD_LAZY);
*(void **)(&func) = dlsym(handle, func_name);
return func(1,2);
}
要使用间接方式加载局部符号,可以对调用二进制文件(argv[0])使用dlopen。
这样做的唯一要求(除了dlopen()、libdl和dlfcn.h)是知道函数的参数和类型。
我想宣传一下自动自省/反射工具包“IDK”的存在。它使用类似Qt的元编译器,并将元信息直接添加到目标文件中。据说它很容易使用。没有外部依赖。它甚至允许您自动反映std::string,然后在脚本中使用它。请看IDK
c++的开箱即用不支持反射。这很可悲,因为它让防御性测试变得很痛苦。
有几种进行反思的方法:
使用调试信息(不可移植)。 在代码中加入宏/模板或其他源代码方法(看起来很难看) 修改编译器(如clang/gcc)以生成数据库。 使用Qt moc方法 提高反映 精确平坦的反射
第一个链接看起来最有希望(使用mod的clang),第二个讨论了一些技术,第三个是使用gcc的不同方法:
http://www.donw.org/rfl/ https://bitbucket.org/dwilliamson/clreflect https://root.cern.ch/how/how-use-reflex
现在有一个c++反射工作组。查看c++ 14 @ CERN的新闻:
https://root.cern.ch/blog/status-reflection-c
编辑13/08/17:
自最初的帖子以来,已经有了一些关于反思的潜在进展。下面提供了关于各种技术和状态的更多细节和讨论:
简要介绍静态反射 静态的反射 静态反射设计
然而,在不久的将来,在c++中实现标准化的反射方法看起来并不有希望,除非社区对支持c++中的反射有更多的兴趣。
下面是基于上次c++标准会议反馈的当前状态:
对反思建议的反思
编辑13/12/2017
Reflection看起来正在向c++ 20或更高版本的TSR迈进。然而运动是缓慢的。
镜子 镜像标准方案 镜纸 包括反射在内的元编程
编辑15/09/2018
TS草案已送交国家机构进行投票。
文本可以在这里找到:https://github.com/cplusplus/reflection-ts
编辑11/07/2019
反射TS已完成功能,并将于2019年夏天接受评论和投票。
元模板编程方法将被更简单的编译时代码方法所取代(在TS中没有反映出来)。
TS草案截至2019-06-17
编辑10/02/2020
这里有一个在Visual Studio中支持反射TS的请求:
https://developercommunity.visualstudio.com/idea/826632/implement-the-c-reflection-ts.html
作者David Sankel谈论TS:
http://cppnow.org/history/2019/talks/ https://www.youtube.com/watch?v=VMuML6vLSus&feature=youtu.be
2020年3月17日
反思正在取得进展。“2020-02布拉格ISO c++委员会旅行报告”的报告可以在这里找到:
https://www.reddit.com/r/cpp/comments/f47x4o/202002_prague_iso_c_committee_trip_report_c20_is/
关于c++ 23正在考虑的细节可以在这里找到(包括关于反射的简短部分):
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p0592r4.html
2020年6月4日
Jeff Preshing发布了一个名为“胶合板”的新框架,它包含了一种运行时反射机制。详情请点击这里:
https://preshing.com/20200526/a-new-cross-platform-open-source-cpp-framework/
到目前为止,这些工具和方法看起来是最完善和最容易使用的。
2020年7月12日编辑
叮当实验反射叉:https://github.com/lock3/meta/wiki
有趣的反射库,使用clang工具库提取信息进行简单的反射,不需要添加宏:https://github.com/chakaz/reflang
2021年2月24日编辑
一些额外的clang工具方法:
https://github.com/Celtoys/clReflect https://github.com/mlomb/MetaCPP
2021年8月25日编辑
youtube https://www.youtube.com/watch?v=60ECEc-URP8上的ACCU在线演讲也很值得一听,它讨论了当前对标准的建议和基于clang的实现。
See:
https://github.com/lock3/meta,分支论文/p2320 编译器资源管理器:https://cppx.godbolt.org/编译器版本使用p2320中继。
反射本质上是关于编译器决定在运行时代码可以查询的代码中留下哪些足迹。c++以不为不用的东西付费而闻名;因为大多数人不使用/不想要反射,c++编译器通过不记录任何东西来避免成本。
因此,c++不提供反射,并且像其他答案所指出的那样,作为一般规则,自己“模拟”它并不容易。
在“其他技术”下,如果没有带有反射的语言,可以使用一个可以在编译时提取所需信息的工具。
我们的DMS软件再造工具包是通过显式语言定义参数化的通用编译器技术。它有语言定义C, c++, Java, COBOL, PHP,…
对于C、c++、Java和COBOL版本,它提供了对解析树和符号表信息的完整访问。符号表信息包括您可能希望从“反射”中获得的数据类型。如果您的目标是枚举一组字段或方法,并对它们做一些事情,DMS可以用于根据符号表中的内容以任意方式转换代码。
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