跟我学C++高级篇——名称反射创建对象的一种实现

最新推荐文章于 2025-03-27 11:32:44 发布

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#c++ #开发语言

本文讨论了在C++中通过反射机制动态创建对象的方法，包括使用基类控制共性，通过模板处理不同参数，以及利用变参模板和模板动态生成来适应不同场景。作者还提供了实例代码来演示这些技术的应用。

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一、对象的创建

在传统的编程手段里，创建一个对象，基本就是直接创建。几乎所有的语言都使用这种方式。在C++的有两种方式，一种是直接创建个对象；另外一个是通过new创建一个对象并获取其指针。他们的本质都是可以得到一个对象。
而在实际的应用需求中，可能需要一种情况：就是需要通过类的名字来动态创建一个对象并投入使用。这种方式其实如果要求不是很复杂，也可以通过类似if…else之类的判断来生成。但是这样的解决方式有它的局限性，如果类比较多，比如十几个甚至几十个。另外，如果这些类的创建参数不同，也都比较难以处理。所以，这里就出现了一个问题，如何能够兼容的写出一个简单的框架来动态创建对象。
这其实也是反射里提出的一种要求，实现了它，也就是实现了通过反射创建对象的过程。

二、分析

通过上面的基本说明，可以做进一步的分析。首先，创建的这些类如果有一些共性，那么可以使用一个基类来控制这些类为其子类，那么，创建的返回结果就形成了创建一种类的这种普遍的情况；其次，如果这些类参数不同，可以把其拆解成不带参数或者统一的某个固定参数的，然后在每个类中增加init的函数，二次传参。这两种情况几乎都可以适应常见的很多种实际应用场景了。但是，可不可以直接使用不同的创建形式不做任何变换来实现呢？当然可以。
也是有两种情况：
1、将构造函数注册到一个统一的模板函数里
此处不介绍这种方法，比较麻烦，有兴趣可以自己试试。原理其实挺简单，就是声明一个函数对象（std::function）为统一的无参方式，然后其实现的函数体内调用变参模板并注册相关参数。这种方式不太友好，所以此处不就提供实际的例程了。
2、将构造函数直接保存使用
即使用一个map来保存类名和构造函数的键值对即可。这种比较好理解，也容易为大家所使用。
这里面都提出了一个问题，如何解决参数的不同的问题？以及不同的类型动态创建如何解决？这两个问题，前一个可以通过变参模板来实现，后一个可以使用模板的动态生成（全特化的不同）来实现。后者已经有了一些元编程的味道。

三、例程

基于上面的分析，看下面的代码分析即可明白：

//#include <cxxabi.h>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <unordered_map>
char name[] = "Worker";
class Worker;
//实例工厂
template <typename T, typename... Args>
class InstanceFactory
{
   
public:
    static InstanceFactory* Instance() {
   
        if (nullptr == pInsFactory) {
   
            pInsFactory = new InstanceFactory();
        }

        return pInsFactory;
    }

    ~InstanceFactory() {
   };
public:
    // 注册
    bool RegClass(const std::string& className, std::function<T* (Args &&...args)> func) {
   
        if (nullptr == func) {
   
            return false;
        }
        return  insFunc_.emplace(className, func).second