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Qt反射机制实现,通过类名创建对象
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版权声明:本文为知乎作者「Qt开发编程」的原创文章,转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/615027308

概述

首先说一下什么是反射:

反射是指程序在运行时动态获取对象属性与方法的一种机制,即编译器需要将类型信息(属性类型与偏移地址以及成员函数的地址等信息)编译到程序文件中,当程序运行时将这些信息加载到内存中去,做到运行时只根据对象的地址或引用就可以获取到对象的类型信息,从而利用这些信息达到修改或重建对象的目标。

再简单一点说,就是可以通过类名称来创建一个类对象,这在Java和Object-C中是原生支持的,所以实现起来非常简单,但是C++就不支持了,如果想要用到反射机制,那就得自己实现。

反射的作用

在计算机编程语言中,反射机制可以用来:

  1. 获取类型的信息,包括属性、方法

  2. 动态调用方法

  3. 动态构造对象

  4. 从程序集中获得类型

反射的缺点

性能:反射可以理解成是一种解释操作,这个过程总是要慢于直接调用的。当然,性能问题的程度是可以控制的,如果程序在很少涉及的地方使用,性能将不会是一个问题。适用于性能不敏感的部分。

反射模糊了程序内部实际发生的事情,会比直接代码更加复杂。增加了理解代码的难度。

缺点不能掩饰其优点,针对不同的场景使用合理的技术才是最高境界。

反射的使用场景

序列化(Serialization), in custom binary format or in XML, JSON, XDR, etc.

反序列化(Deseriallization),从序列中重建了对象实例与关系。

远程方法调用, remote procedure calls (RPC) / remote method invocation (RMI)。

对象/关系数据映射(O/R mapping)eg. Hibernate,作为虚拟对象数据库,实现数据和对象的持久化。

数据绑定(Data Binding),实现数据对象与关系的可视化,与交互控制调整。

某些软件设计模式的自动化和半自动化实现。

如何实现

其实实现也不难的,在创建对象之前,需要先将要类注册,注册的目的是为了将类名及函数指针做个绑定,采用Hash表来实现,创建对象的时候,直接从hash表中取出函数指针并创建对象即可。

由于我们使用Qt对象来实现,那取类名可以直接用元对象系统的staticMetaObject.className()来获取。

话不多说,直接上代码:

#include <QObject>
template<typename L>  //用于反射传父类参数
class CReflectClass
{
public:
    //首先要注册创建的类
    template<typename T>
    static void registerClass()
    {
        //&constructorHelper<T>其实是获取创建的函数指针,核心功能。
        constructors().insert(T::staticMetaObject.className(), &constructorHelper<T>);
    }
    static QObject *createObject(const QByteArray& className,L* parent = nullptr)
    {
        Constructor constructor = constructors().value(className);
        if (constructor == nullptr ){
            return nullptr;
        }
        return (*constructor)(parent);//执行new T函数,创建对应实例
    }
private:
    typedef QObject *(*Constructor)(L* parent);
    template<typename T>
    static QObject *constructorHelper(L* parent)
    {
        if(parent)
            return new T(parent);
        else {
            return new T();
        }
    }
    static QHash<QByteArray, Constructor> &constructors()
    {
        static QHash<QByteArray, Constructor> instance;
        return instance;
    }
};

测试调用:

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include "creflectclass.h"
Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    //注册类
    CReflectClass<Widget>::registerClass<ClassA>();
    CReflectClass<Widget>::registerClass<ClassB>();
    //创建对象
    auto a = static_cast<ClassA*>(CReflectClass<Widget>::createObject("ClassA",this));
    a->test();
    auto b = CReflectClass<Widget>::createObject("ClassB",this);
}
Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}
ClassB::ClassB(QObject *parent):
    QObject(parent)
{
    qDebug() << __FUNCTION__ ;
}
ClassA::ClassA(QObject *parent):
    QObject(parent) {
    qDebug() << __FUNCTION__ ;
}
void ClassA::test()
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}


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