C++实现反射机制(一)

NET下的很多技术都是基于反射机制来实现的，反射让.NET平台下的语言变得得心应手。最简单的，比如枚举类型，我们我可以很容易的获得一个枚举变量的数值以及其名称字符串。

可是，在C++中，枚举变量本质上和一个整形变量没有区别，我们很难获取一个枚举变量的名称字符串。

其实在C++中，我们可以通过宏来实现类似反射的机制。

接下来，我想总结一下如何在C++中实现一个类似于C#枚举类型的方法。

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1. __VA_ARGS__  
2. 使用__VA_ARGS__，我们可以定义带可变参数的宏，举个例子：  
3.   
4. #define MY_PRINTF(…) printf(__VA_ARGS__)  
5.   
6. 这样我们写  
7.   
8. MY_PRINTF("hello, %s”, "world");  
9.   
10. 就等价于  
11.   
12. printf("hello, %s”, "world");  

 

宏的"##"符号

"##"符号的作用是在可变参数的个数为0时，消除参数前面的逗号：

#define MY_PRINTF(fs, …) printf(fs, ##__VA_ARGS__)

我们这样调用：

MY_PRINTF(“Hello, World”);

等价于

printf(“Hello, World”);

另外"##"符号还能够去掉括号，但是我现在还不是很明白，为什么能够做到这一点：

 

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1. #define ENUM_COTENTS(...) __VA_ARGS__   
2. #define ENUM_CONTENT_REMOVE_PARENTHESIS(a) ENUM_COTENTS##a   
3. #define DEFINE_ENUM(name) enum name { ENUM_CONTENT_REMOVE_PARENTHESIS(ENUM_LIST) };   
4. #define ENUM_LIST (Sunday=1,Monday=2)   
5. DEFINE_ENUM(WeekDay)  

宏的"#"符号

"#"符号的作用是“字符化”代码：

#define MY_STRINGLIZED_MACRO(str) #str
int helloWorld = 0;
printf(MY_STRINGLIZED_MACRO(helloWorld)); // output: helloWorld

利用C++宏实现简单的.NET枚举类型

我做了一个简单的用例，最终示例代码如下：

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1. #include "DefineEnum.h"   
2. #define ENUM_LIST                                   \   
3.         ENUM_NAME(Sunday     ENUM_VALUE(10)),       \   
4.         ENUM_NAME(Monday     ENUM_VALUE(Sunday+1)),     \   
5.         ENUM_NAME(Tuesday    ENUM_VALUE(123)),      \   
6.         ENUM_NAME(Wednesday  ENUM_VALUE(10)) ,      \   
7.         ENUM_NAME(Thursday   ENUM_VALUE(7)),        \   
8.         ENUM_NAME(Friday     ENUM_VALUE(8)),        \   
9.         ENUM_NAME(Saturday   ENUM_VALUE(12))   
10.     
11. DEFINE_ENUM(WeekDay);   
12.     
13. #include "RegisterEnum.h"   
14. REGISTER_ENUM(WeekDay);   
15.     
16.     
17. int main()   
18. {   
19.     printf("%s is %d.", EnumHelper<WeekDay>::ToString(Monday), Monday);   
20.     getchar();   
21.     return 0;   
22. }  

DefineEnum.h

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1. #undef ENUM_LIST   
2.     
3. #undef ENUM_NAME   
4. #define ENUM_NAME(...)  __VA_ARGS__   
5.     
6.     
7. #undef ENUM_VALUE   
8. #define ENUM_VALUE(val) = val   
9.     
10. #define ENUM_COTENTS(...)  __VA_ARGS__   
11.     
12. #define DEFINE_ENUM(name)  enum name { ENUM_COTENTS(ENUM_LIST) };  

RegisterEnum.h

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1. #include "ReflectEnum.h"   
2.     
3. #undef ENUM_VALUE   
4. #define ENUM_VALUE(val)   
5.     
6. #define REGISTER_ENUM(name)  REFLECT_ENUM(name, ENUM_LIST )  

ReflectEnum.h

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1. #ifndef REFLECT_ENUM_INCLUDE_GUARD   
2.     
3. #include <string>   
4. #include <cstring>   
5. #include <stdexcept> // for runtime_error   
6.     
7. #endif   
8.     
9. template <typename Enum_T> class EnumHelper   
10. {   
11. public:   
12.     static const char * ToString(Enum_T e)   
13.     {   
14.         for(int i = 0; i < _countof(EnumHelper<Enum_T>::s_allEnums); i++)   
15.         {   
16.             if( s_allEnums[i] == e)   
17.                 return s_allEnumNames[i];   
18.         }   
19.         return NULL;   
20.     }   
21.     
22. private:   
23.     static const char * s_typeName;   
24.     static Enum_T s_allEnums[];   
25.     static char s_singleEnumStr[];   
26.     static const char * s_allEnumNames[];   
27.     
28.     static void SplitEnumDefString()   
29.     {   
30.         char * p = s_singleEnumStr;   
31.         while( isspace(*p) ) p++;   
32.         for(int i = 0; i < _countof(EnumHelper<Enum_T>::s_allEnums); i++)   
33.         {   
34.             s_allEnumNames[i] = p;   
35.             while( *p == '_' || isdigit(*p) || isalpha(*p) ) p++;   
36.             bool meet_comma = ( *p == ',' );   
37.             *p++ = '\0';   
38.             if( !meet_comma )   
39.             {   
40.                 while( *p && *p != ',') p++;   
41.                 if( *p ) p++;   
42.             }   
43.             while( *p && isspace(*p) ) p++;   
44.         }   
45.     }   
46. };   
47.     
48. #define TO_ENUM_ITEM(...)  __VA_ARGS__   
49. #define STRINGIZE(...)  #__VA_ARGS__   
50.     
51. #define REFLECT_ENUM(enum_type_name, enum_list)                                                                         \   
52. template<> enum_type_name EnumHelper<enum_type_name>::s_allEnums[] =                                                    \   
53. {                                                                                                                       \   
54.     TO_ENUM_ITEM(enum_list)                                                                                             \   
55. };                                                                                                                      \   
56. template<> const char* EnumHelper<enum_type_name>::s_allEnumNames[_countof(EnumHelper<enum_type_name>::s_allEnums)];  \   
57. template<> char EnumHelper<enum_type_name>::s_singleEnumStr[] = STRINGIZE(enum_list) ;                                  \   
58. template<> const char * EnumHelper<enum_type_name>::s_typeName = (EnumHelper<enum_type_name>::SplitEnumDefString(), #enum_type_name);