C++ reflection/反射

2024-05-29 13:33:29

1. 先看一下什么叫reflecton

wiki上的定义： In computer science, reflection is the ability of a process to examine, introspect, and modify its own structure and behavior.

简单地说，就是可以通过名字调用函数，访问对象。而我们有一个对象，可以反推出其类型、成员/方法、成员/方法的类型。

很多编程语言都与该特性，如Java、Python

Method method = foo.getClass().getMethod("doSomething", null);
method.invoke(foo, null);

这里有简单明了的解释。

2. C++为什么没有reflection

我的理解：reflection 需要编译时保存类型定义信息，即使一个类型只定义而没有使用，这将导致编译后的文件过大，执行速度变慢，与C++的设计理念不符。

stackoverflow上大佬说：

不是C++委员会工作的优先事项，还有其他更高优先级的事情要做；
大多数时候C++不需要使用refection, 不需要为不用的东西付出代价
编译器需要保存所有定义的类型信息...
考虑C++中的模板，每个特例都是一个单独类型，有时候模板类知道用到的时候才特例化，可能在运行的时候不存在

3. C++有哪些实现refection的方法

即使C++语言标准不支持refection，也有一些tricky的方法能实现refection

如：

https://gracicot.github.io/reflection/2018/04/03/reflection-present.html
https://github.com/apolukhin/magic_get

4. 应用举例

获取自定义结构体的字段个数

template <class T, std::size_t I0, std::size_t... I>
constexpr auto detect_fields_count(std::size_t& out, std::index_sequence<I0, I...>)-> decltype( T{ ubiq_constructor<I0>{}, ubiq_constructor<I>{}... } )
{ out = sizeof...(I) + 1;      /*...*/ }template <class T, std::size_t... I>
constexpr void detect_fields_count(std::size_t& out, std::index_sequence<I...>) {detect_fields_count<T>(out, std::make_index_sequence<sizeof...(I) - 1>{});
}

C++ 有关键字std::typeid 操作符可以获取一个(表达式)类型的信息。

Ref:

https://en.wikipedia.org/wiki/Reflection_(computer_programming)

https://www.quora.com/What-does-reflection-in-a-programming-language-mean-in-simple-words

https://stackoverflow.com/questions/359237/why-does-c-not-have-reflection/359462

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