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
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。
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。
编辑:不再维护CAMP;有两个fork可供选择:
其中一个也被称为CAMP,并且基于相同的API。 思考是部分重写,应该优先考虑,因为它不需要Boost;它使用c++ 11。
CAMP是MIT授权的库(以前是LGPL),它向c++语言添加了反射。它在编译中不需要特定的预处理步骤,但是必须手动进行绑定。
目前的Tegesoft库使用Boost,但也有一个使用c++ 11的分支不再需要Boost。
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。
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。
你可以在这里找到另一个库:http://www.garret.ru/cppreflection/docs/reflect.html 它支持两种方式:从调试信息中获取类型信息和让程序员提供该信息。
我也对反思我的项目感兴趣,发现了这个库,我还没有尝试过,但尝试了这个家伙的其他工具,我喜欢他们的工作方式:-)
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