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c++中反射是非常有用的,如果你需要为每个成员运行一些方法(例如:序列化,哈希,比较)。我给出了通用的解决方案,语法非常简单:
struct S1
{
ENUMERATE_MEMBERS(str,i);
std::string str;
int i;
};
struct S2
{
ENUMERATE_MEMBERS(s1,i2);
S1 s1;
int i2;
};
其中ENUMERATE_MEMBERS是一个宏,稍后将描述(UPDATE):
假设我们已经为int和std::string定义了序列化函数,如下所示:
void EnumerateWith(BinaryWriter & writer, int val)
{
//store integer
writer.WriteBuffer(&val, sizeof(int));
}
void EnumerateWith(BinaryWriter & writer, std::string val)
{
//store string
writer.WriteBuffer(val.c_str(), val.size());
}
我们在“secret宏”附近有一个泛型函数;)
template<typename TWriter, typename T>
auto EnumerateWith(TWriter && writer, T && val) -> is_enumerable_t<T>
{
val.EnumerateWith(write); //method generated by ENUMERATE_MEMBERS macro
}
现在你可以写
S1 s1;
S2 s2;
//....
BinaryWriter writer("serialized.bin");
EnumerateWith(writer, s1); //this will call EnumerateWith for all members of S1
EnumerateWith(writer, s2); //this will call EnumerateWith for all members of S2 and S2::s1 (recursively)
因此在结构定义中有ENUMERATE_MEMBERS宏,你可以构建序列化、比较、散列和其他东西,而不需要触及原始类型,唯一的要求是为每个枚举器(如BinaryWriter)实现每个类型的“EnumerateWith”方法,这是不可枚举的。通常你必须实现10-20个“简单”类型来支持项目中的任何类型。
这个宏在运行时创建/销毁结构的开销应该为零,并且T.EnumerateWith()的代码应该按需生成,这可以通过使其成为模板内联函数来实现,因此所有故事中唯一的开销是向每个结构添加ENUMERATE_MEMBERS(m1,m2,m3…),而在任何解决方案中,每个成员类型实现特定的方法都是必须的,因此我不认为这是开销。
更新: ENUMERATE_MEMBERS宏有一个非常简单的实现(但是可以稍微扩展以支持从可枚举结构继承)
#define ENUMERATE_MEMBERS(...) \
template<typename TEnumerator> inline void EnumerateWith(TEnumerator & enumerator) const { EnumerateWithHelper(enumerator, __VA_ARGS__ ); }\
template<typename TEnumerator> inline void EnumerateWith(TEnumerator & enumerator) { EnumerateWithHelper(enumerator, __VA_ARGS__); }
// EnumerateWithHelper
template<typename TEnumerator, typename ...T> inline void EnumerateWithHelper(TEnumerator & enumerator, T &...v)
{
int x[] = { (EnumerateWith(enumerator, v), 1)... };
}
// Generic EnumerateWith
template<typename TEnumerator, typename T>
auto EnumerateWith(TEnumerator & enumerator, T & val) -> std::void_t<decltype(val.EnumerateWith(enumerator))>
{
val.EnumerateWith(enumerator);
}
这15行代码不需要任何第三方库;)
其他回答
你想用反射做什么? 可以使用Boost类型特征和typeof库作为编译时反射的有限形式。也就是说,您可以检查和修改传递给模板的类型的基本属性。
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。
看起来c++仍然没有这个特性。 c++ 11也有延迟反射(
搜索一些宏或者自己制作。Qt还可以帮助进行反射(如果可以使用的话)。
尽管在c++中不支持即时可用的反射,但实现它并不太难。 我遇到了这篇很棒的文章: http://replicaisland.blogspot.co.il/2010/11/building-reflective-object-system-in-c.html
本文详细介绍了如何实现一个非常简单的反射系统。当然,这不是最有益的解决办法,还有一些粗糙的地方有待解决,但对我的需要来说,这已经足够了。
底线——如果做得正确,反射是可以得到回报的,而且在c++中是完全可行的。
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。