您好,登录后才能下订单哦!
这篇文章主要讲解了“怎么利用C++实现一个反射类”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“怎么利用C++实现一个反射类”吧!
代码环境为VScode + CMake + GCC 8.1.0
首先,如何才能做到给我一个名字我就能拿到这个对象的这个值,也是比较难的一个地方,方法如下
#define OFFSET(className,fieldName) (size_t)&(((className*)0)->fieldName)
这个能够得到该成员变量与该对象的偏移量,之后根据这个偏移量来获取成员的值
首先这个反射类应该只有一个,要不然反射就会变得很混乱,这一个反射对象,那里一个反射对象。所以应该将该反射类变为一个单例。全局内只允许出现一个。单例类如下:
#pragma once #include "Singleton.h" #ifndef _SINGLETON_ #define _SINGLETON_ #include "Util.h" NAME_SPACE_START(myUtil) //单例模式 template<typename T> class Singleton{ public: static T* Instance(){ if(m_instance==nullptr){ m_instance = new T(); } return m_instance; } private: Singleton(); Singleton(const Singleton<T>&); ~Singleton(); Singleton<T>& operator=(const Singleton<T>&); private: static T* m_instance; }; template<typename T> T* Singleton<T>::m_instance=nullptr; #define SINGLETON_DECLARE(className) \ friend class Singleton<className>; \ className(){}; \ className(const className&){}; \ ~className(){}; \ className& operator=(const className&); NAME_SPACE_END() #endif //!_SINGLETON_
我在这个头文件中写了一个单例声明SINGLETON_DECLARE,只要将这个声明放到私有部分就行了,这个类就变为一个单例类了。
如何才能做到反射呢,应该在这个反射类中保存注册表,传入了对应的类名,返回对应的信息,然后使用基类实现对应的方法即可。代码如下:
#pragma once #include "Util.h" #include <cstdint> #include <vadefs.h> #include <vector> #include <functional> #ifndef _REFLEX_ #define _REFLEX_ NAME_SPACE_START(myUtil) #include "Singleton.h" #include <map> #include <string> //因为编译器不支持类模板和实现分开写,所以放到一起了 class Field; class Reflex; class RObject{ public: RObject(){} virtual ~RObject(){} std::string _className; template<typename T> T get(const std::string& fieldName); template<typename T> void set(const std::string& fieldName, const T& fieldValue); void Call(const std::string& methodName); template<typename T,typename... Args> T Call(const std::string& methodName, Args... args); }; typedef RObject* (*construct)(void); //使用方法,使用REGISTER_REFLEX注册,然后直接使用createClass即可 class Reflex{ SINGLETON_DECLARE(Reflex) public: void ReflexRegister(); RObject* createClass(const std::string& className); void RegisterClass(const std::string& className, construct constructMethod); void RegisterField(const std::string& className, const std::string& FieldName, const std::string& FieldType, const size_t& offset); void RegisterMethod(const std::string& className, const std::string& methodName, const uintptr_t& lpMethod); template<typename T> T getClassField(void* originPos, const std::string& className, const std::string& fieldName); template<typename T> void setClassField(void* originPos, const std::string& className, const std::string& fieldName, const T& fieldValue); uintptr_t getClassMethod(const std::string& className, const std::string& methodName); private: std::map<std::string, construct> m_classMap; std::map<std::string, std::map<std::string, Field>> m_fieldMap; std::map<std::string, std::map<std::string, uintptr_t>> m_methodMap; }; //仅仅用来在reflex中注册使用 class RegisterClass{ public: RegisterClass(const std::string& className,construct constructMethod) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); factory->RegisterClass(className, constructMethod); } RegisterClass(const std::string& className,const std::string& fieldName,const std::string& fieldType,const size_t& offset) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); factory->RegisterField(className, fieldName, fieldType, offset); } RegisterClass(const std::string& className,const std::string& methodName,const uintptr_t& lpMethod) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); factory->RegisterMethod(className, methodName, lpMethod); } }; class Field{ private: std::string m_fieldType{""}; //std::string m_fieldName{""}; size_t m_offset{0}; public: Field(){} Field(const std::string& fieldType,const size_t& offset): m_fieldType(fieldType),m_offset(offset){} ~Field(){} inline std::string getFieldType(){return m_fieldType;} //inline std::string getFieldName(){return m_fieldName;} inline size_t getOffSet(){return m_offset;} inline void setFieldType(const std::string& type){ m_fieldType = type;} //inline void setFieldName(const std::string& name){ m_fieldName = name;} inline void setOffSet(const size_t& offset){ m_offset = offset;} }; class Method{ public: Method(){} Method(const std::string& name,const std::uintptr_t& method): methodName(name),lpMethod(method){} ~Method(){} inline void setMethodName(const std::string& name) { methodName = name;} inline void setLpMethod(const uintptr_t& lp) { lpMethod = lp;} inline std::string getMethodName(){return methodName;} inline uintptr_t getLpMethod(){return lpMethod;} private: std::string methodName{""}; std::uintptr_t lpMethod{0}; }; #define REGISTER_REFLEX(className) \ RObject* construct##className() \ { \ RObject* obj = new className(); \ obj->_className = #className; \ return obj; \ } \ RegisterClass registerClass##className(#className,construct##className); #define REGISTER_REFLEX_FIELD(className,fieldType,fieldName) \ RegisterClass registerClass##className##fieldType##fieldName(#className,#fieldName,#fieldType,OFFSET(className,fieldName)); #define REGISTER_REFLEX_METHOD(className,methodName) \ std::function<void(className)> className##methodName = &className::methodName;\ RegisterClass registerClass##className##method(#className,#methodName,(std::uintptr_t)&className##methodName); #define REGISTER_REFLEX_METHOD_ARGS(className,methodName,returnType,...) \ std::function<returnType(className,##__VA_ARGS__)> className##methodName = &className::methodName;\ RegisterClass registerClass##className##method##returnType(#className,#methodName,(std::uintptr_t)&className##methodName); template<typename T> T RObject::get(const std::string &fieldName) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); return factory->getClassField<T>(this, _className, fieldName); } template<typename T> void RObject::set(const std::string &fieldName, const T &fieldValue) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); factory->setClassField(this, _className, fieldName, fieldValue); } void RObject::Call(const std::string& methodName) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); std::uintptr_t temp = factory->getClassMethod(_className, methodName); if (temp == 0) return; typedef std::function<void(decltype(this))> class_method; class_method* method = (class_method*)temp; (*method)(this); } template<typename T,typename... Args> T RObject::Call(const std::string& methodName,Args... args) { Reflex* factory = myUtil::Singleton<Reflex>::Instance(); std::uintptr_t temp = factory->getClassMethod(_className, methodName); if(temp == 0) return T(); typedef std::function<T(decltype(this),Args...)> class_method; class_method* method = (class_method*)temp; return (*method)(this,args...); } RObject* Reflex::createClass(const std::string &className) { if(m_classMap.find(className)==m_classMap.end()) return nullptr; return m_classMap[className](); } void Reflex::RegisterClass(const std::string &className, construct constructMethod) { if(m_classMap.find(className)!=m_classMap.end()){ throw std::exception(); return; } m_classMap.insert(std::pair<std::string, construct>(className,constructMethod)); m_fieldMap[className] = std::map<std::string, Field>(); m_methodMap[className] = std::map<std::string, uintptr_t>(); } void Reflex::RegisterField(const std::string &className, const std::string &FieldName, const std::string &FieldType, const size_t &offset) { m_fieldMap[className][FieldName] = Field(FieldType,offset); } void Reflex::RegisterMethod(const std::string &className, const std::string &methodName, const uintptr_t &lpMethod) { m_methodMap[className][methodName] = lpMethod; } template<typename T> T Reflex::getClassField(void* originPos, const std::string &className, const std::string &fieldName) { if(m_fieldMap.find(className) == m_fieldMap.end()){ return T(); } if(m_fieldMap[className].find(fieldName) == m_fieldMap[className].end()){ return T(); } size_t offset = m_fieldMap[className][fieldName].getOffSet(); return *(T*)((size_t)originPos + offset); } template<typename T> void Reflex::setClassField(void* originPos, const std::string &className, const std::string &fieldName, const T &fieldValue) { if(m_fieldMap.find(className) == m_fieldMap.end()){ return; } if(m_fieldMap[className].find(fieldName) == m_fieldMap[className].end()){ return; } size_t offset = m_fieldMap[className][fieldName].getOffSet(); *(T*)((size_t)originPos + offset) = fieldValue; } uintptr_t Reflex::getClassMethod(const std::string &className, const std::string &methodName) { if(m_fieldMap.find(className) == m_fieldMap.end()){ return 0; } if(m_methodMap[className].find(methodName) == m_methodMap[className].end()){ return 0; } return m_methodMap[className][methodName]; } NAME_SPACE_END() #endif //!_REFLEX_
该反射类使用方法如下:
#include <iostream> #include <string> #include "Util.h" #include "Singleton.h" #include "Reflex.h" using namespace std; using namespace myUtil; class A:public RObject{ public: void show(){ cout<<"hello world"<<endl; } int add(int a,int b){ return a+b; } int m_age; A():m_age(10){} }; REGISTER_REFLEX(A) REGISTER_REFLEX_FIELD(A, int, m_age) REGISTER_REFLEX_METHOD(A, show) REGISTER_REFLEX_METHOD_ARGS(A, add, int,int,int) int main(){ Reflex* factory=Singleton<Reflex>::Instance(); A* a=(A*)factory->createClass("A"); cout<<a->get<int>("m_age")<<endl; a->set<int>("m_age", 30); cout << a->get<int>("m_age") << endl; a->Call("show"); int b = a->Call<int,int,int>("add",1,5); cout << b << endl; A* c=(A*)factory->createClass("A"); cout<<c->get<int>("m_age")<<endl; c->set<int>("m_age", 40); cout << c->get<int>("m_age") << endl; c->Call("show"); b = c->Call<int,int,int>("add",2,5); cout << b << endl; return 0; }
结果截图
最后讲解一下是怎么用的,见注释
//首先要使用反射的类要继承RObject //要使用反射的类和成员方法都要声明为public class A:public RObject{ public: void show(){ cout<<"hello world"<<endl; } int add(int a,int b){ return a+b; } int m_age; A():m_age(10){} }; //这里在反射类中注册A这个类,原理是把重复工作用宏展开来替代 REGISTER_REFLEX(A) //注册类中的成员变量,一定要先注册类再注册成员变量,原理是将成员变量与对象的偏移量保存起来,用到的时候解引用来获取值 REGISTER_REFLEX_FIELD(A, int, m_age) //注册类的成员方法,此宏是声明没有返回值和入参的成员方法的,原理是使用function能够调用成员函数的功能,将function的地址保存到注册表中(转为uintptr_t),需要时通过传入的参数转换回来,再调用 REGISTER_REFLEX_METHOD(A, show) //注册类的成员方法,此宏是声明有返回值和多参数的成员方法的,原理同上 REGISTER_REFLEX_METHOD_ARGS(A, add, int,int,int) int main(){ //在使用类时,要先获取这个全局唯一的反射对象,使用它来创建对象 Reflex* factory=Singleton<Reflex>::Instance(); A* a=(A*)factory->createClass("A"); //为了能够得到准确的类型值,这里使用模板来获取 cout<<a->get<int>("m_age")<<endl; //设置同获取 a->set<int>("m_age", 30); cout << a->get<int>("m_age") << endl; //调用无参且无返回值的成员函数时使用没有模板的Call,反之使用有模板的Call a->Call("show"); int b = a->Call<int,int,int>("add",1,5); cout << b << endl; return 0; }
感谢各位的阅读,以上就是“怎么利用C++实现一个反射类”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对怎么利用C++实现一个反射类这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!
免责声明:本站发布的内容(图片、视频和文字)以原创、转载和分享为主,文章观点不代表本网站立场,如果涉及侵权请联系站长邮箱:is@yisu.com进行举报,并提供相关证据,一经查实,将立刻删除涉嫌侵权内容。