简单反射框架构建 C++实现

java自带反射功能，即可以通过类名（字符串）动态生成对应的类实例，c/c++系统并不提供这样的反射功能。

第一步，简洁地说一下反射的实现思路：

1. 构建一个空基类，所有需要实现反射的应用类必须 public 继承该类；
2. 构建一个专门用于产生应用类实例的工具类 CreateObjectFactory，此类具体功能包括：提供工厂设计模式的唯一单例，并且实现应用类实例化方法的注册，同时支持据名返回 Object 对象指针；
3. 构建一个自动注册的工具类 AutoRegister ，此类主要提供函数自动注册；
4. 提供反射所需的宏定义头文件；
5. 定义应用类，并把宏定义放置到应用类指定的位置。

第二步，本实现的基本结构

第三步，具体实现细节

//Object.h

#pragma once
class Object
{

};

// CreateObjectFactory.h

#pragma once
#include "Object.h"
#include 

//CreateObjectFactory.cpp

#include "CreateObjectFactory.h"

CreateObjectFactory* CreateObjectFactory::singleton = new CreateObjectFactory;

CreateObjectFactory& CreateObjectFactory::getSingleton() {
	return *singleton;
}


Object* CreateObjectFactory::forName(std::string className) {
	auto it = this->registerContainer.find(className);
	if (it != this->registerContainer.end())
	{
		return it->second();
	}
	else {
		return nullptr;
	}
}

void  CreateObjectFactory::registerByName(std::string className, pCreateObject functionPointer) {
	this->registerContainer.insert(std::make_pair(className, functionPointer));
	return;
}

//AutoRegister.h

#pragma once
#include "CreateObjectFactory.h"

class AutoRegister
{
public:
	AutoRegister(std::string className, pCreateObject functionPointer);
};

//AutoRegister.cpp

#include "AutoRegister.h"


AutoRegister::AutoRegister(std::string className, pCreateObject functionPointer) {
	CreateObjectFactory::getSingleton().registerByName(className, functionPointer);
	return;
}

#pragma once
#include "AutoRegister.h"


#define DECLARE_CLASS(className) \
public:\
static Object* createInstance##className();


#define IMPLEMENT_CLASS(className) \
static AutoRegister autoRegister##className(#className, className::createInstance##className);\
Object * className::createInstance##className() {\
	return new className();\
}

第四步，测试验证

（1）构建测试类 TestA ，必须满足4个要求，即就是：必须包含反射头文件，必须 public 继承 Object，必须在类体中定义声明宏DECLARE_CLASS，必须在应用类的 .cpp 文件中定义实现宏 IMPLEMENT_CLASS。如下图所示：

（2）具体实现的完整代码如下 

//TestA.h

#pragma once
#include "Reflection.h"


class TestA:public Object
{
	DECLARE_CLASS(TestA)
public:
	void init(int , float);
	int getA();
	void setA(int);

private:
	int a;
	float b;
};

//TestA.cpp

#include "TestA.h"

IMPLEMENT_CLASS(TestA)

void TestA::init(int a, float b) {
	this->a = a; 
	this->b = b;
	return;
}

int TestA::getA() {
	return this->a;
};

void TestA::setA(int a) {
	this->a = a;
}

（3）测试用例编写

#include "TestA.h"
#include 

int main() {
	
	TestA * t = (TestA*)CreateObjectFactory::getSingleton().forName(std::string("TestA"));
	TestA* t2 = (TestA*)CreateObjectFactory::getSingleton().forName(std::string("TestA"));
	t->init(10, 20);
	std::cout<<"TestA t->init(a = 10, b= 20)\ta= "<getA()<init(a = 30, b= 40)\ta= " << t2->getA() << std::endl;

	return 0;
}

 （4）测试结果

 

提示：

1. 本设计仅仅是实现通过类名创建类实例，可以引入本实现，完成使用者自己类的简单反射功能。
2. 若使用者不厌其烦地手动注册相应的函数，而不采用宏的形式自动注册，则可以优化空间开销。
3. 手动注册形式必须先注册完成，然后才能使用反射功能。
4. 很显然，Object并非必须，可以用void* 进行技术性改造