04.C++反射的实现

原文地址：http://blog.csdn.net/jjunjoe/article/details/6631416

C++本身是没有反射机制的，但C#和JAVA等语言内置反射机制。
JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
Java反射机制主要提供了以下功能： 在运行时判断任意一个对象所属的类；在运行时构造任意一个类的对象；在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；在运行时调用任意一个对象的方法；生成动态代理。

通俗点讲，反射侧重于在执行过程中对于程序状态数据的操纵能力。表现在内省和调解两个方面：
内省：是程序观察进而解释自身状态的能力。
调解：是程序修改其执行状态或修改自身含义的能力。

而为什么需要反射呢？
当需要编写扩展性较强的代码、处理在程序设计师并不确定的对象时，反射机制会展示其威力。如：
1.序列化（Serialization）和数据绑定（Data Binding）。
2.远程方法调用（Remote Method Invocation，RMI）。
3.对象/关系数据映射（E/R Mapping）。
比如Web服务器中的servlet，通常需要使用哪个servlet来处理客户端的请求，是根据servlet的名字字符串来指定的要调用哪个servlet的，这应该就需要用到反射。
MFC中也到处存在该技术的影子。

简单实现C++反射的思路：
定义一组描述类型信息的辅助类，在程序中手工添加一系列宏定义，用来描述类型信息，实例化相关的辅助描述类，在运行时就可以使用辅助类来实现反射的功能。下面看这个思路的具体实现代码：

// ReflectFactory.h#pragma once#include <string>typedef void* (*lpCreateInstanceFun)();typedef struct tagClassInfoData{    std::string strClassName;    lpCreateInstanceFun pFun;    tagClassInfoData* pNext;}ClassInfoData;class CReflectFactory{private:    static ClassInfoData* pData;    static ClassInfoData* pHead;    static CReflectFactory _tmp_;public:    CReflectFactory(void);    ~CReflectFactory(void);    static void AddInstance(const std::string& strClassName, lpCreateInstanceFun pFun);    static void* GetInstance(const std::string& strClassName);};#define DECLARE_REFLECT(CLASS_NAME) private:\    static void* _CreateInstance_(){ return new CLASS_NAME(); }\    static wchar_t _m_AddFunc_;\    static wchar_t _AddFunc_() { CReflectFactory::AddInstance(#CLASS_NAME, &_CreateInstance_); return 0; }#define IMPLEMENT_REFLECT(CLASS_NAME) wchar_t CLASS_NAME::_m_AddFunc_ = _AddFunc_();// ReflectFactory.cpp#include ".\ReflectFactory.h"ClassInfoData* CReflectFactory::pData = NULL;ClassInfoData* CReflectFactory::pHead = NULL;CReflectFactory CReflectFactory::_tmp_;CReflectFactory::CReflectFactory(void){}CReflectFactory::~CReflectFactory(void){    ClassInfoData* pFind = pHead;    while ( pFind != NULL )    {        pFind = pHead->pNext;        delete pHead;        pHead = pFind;    }}void CReflectFactory::AddInstance(const std::string& strClassName, lpCreateInstanceFun pFun){    if ( NULL != pFun )    {        if ( NULL == pData )        {            pData = new ClassInfoData();            pHead = pData;        }        else        {            pData->pNext = new ClassInfoData();            pData = pData->pNext;        }        pData->strClassName = strClassName;        pData->pFun = pFun;        pData->pNext = NULL;    }}void* CReflectFactory::GetInstance(const std::string& strClassName){    std::string str = strClassName;    ClassInfoData* pFind = pHead;    while ( pFind != NULL )    {        if ( str == pFind->strClassName )        {            return pFind->pFun();   // 这个括号别再忘了        }        pFind = pFind->pNext;    }    return NULL;}// Product.h#pragma once#include <string>#include "ReflectFactory.h"class CProduct{public:    CProduct(void);    virtual ~CProduct(void);    virtual void DoSomething();};class CProductA : public CProduct{    DECLARE_REFLECT(CProductA);//// 相当于// private://     static void* _CreateInstance_()//     {//         return new CProductA();//     };//     static wchar_t _m_AddFunc_;//     static wchar_t _AddFunc_()//     {//         CReflectFactory::AddInstance("CProductA", &_CreateInstance_);//         return 0;//     }public:    CProductA();    void DoSomething();protected:private:};class CProductB : public CProduct{    DECLARE_REFLECT(CProductB);public:    CProductB();    void DoSomething();protected:private:};// Product.cpp#include ".\product.h"#include <iostream>CProduct::CProduct(void){}CProduct::~CProduct(void){}void CProduct::DoSomething(){}IMPLEMENT_REFLECT(CProductA);//// 相当于// wchar_t CProductA::_m_AddFunc_ = _AddFunc_();CProductA::CProductA(){    std::cout << "CProductA" << std::endl;}void CProductA::DoSomething(){    std::cout << "CProductA::DoSomething()" << std::endl;}IMPLEMENT_REFLECT(CProductB);CProductB::CProductB(){    std::cout << "CProductB" << std::endl;}void CProductB::DoSomething(){    std::cout << "CProductB::DoSomething()" << std::endl;}// main.cpp#include "ReflectFactory.h"#include "Product.h"int main(){    CProduct* p = static_cast<CProduct*>(CReflectFactory::GetInstance("CProductA"));    if ( NULL != p )    {         p->DoSomething();    }    CProduct* p1 = static_cast<CProduct*>(CReflectFactory::GetInstance("CProductB"));    if ( NULL != p1 )    {         p1->DoSomething();    }    CProduct* p2 = static_cast<CProduct*>(CReflectFactory::GetInstance("CProductC"));    if ( NULL != p2 )    {         p2->DoSomething();    }    return 0;}