Вам нужно, чтобы препроцессор генерировал данные отражения о полях. Эти данные могут быть сохранены как вложенные классы.
Во-первых, чтобы сделать запись в препроцессоре проще и понятнее, мы будем использовать типизированное выражение. Типизированное выражение - это просто выражение, которое помещает тип в круглые скобки. Таким образом, вместо написания int x вы будете писать (int) x. Вот несколько полезных макросов, которые помогут с печатными выражениями:
#define REM(...) __VA_ARGS__
#define EAT(...)
// Retrieve the type
#define TYPEOF(x) DETAIL_TYPEOF(DETAIL_TYPEOF_PROBE x,)
#define DETAIL_TYPEOF(...) DETAIL_TYPEOF_HEAD(__VA_ARGS__)
#define DETAIL_TYPEOF_HEAD(x, ...) REM x
#define DETAIL_TYPEOF_PROBE(...) (__VA_ARGS__),
// Strip off the type
#define STRIP(x) EAT x
// Show the type without parenthesis
#define PAIR(x) REM x
Далее мы определяем макрос REFLECTABLE для генерации данных о каждом поле (плюс само поле). Этот макрос будет называться так:
REFLECTABLE
(
(const char *) name,
(int) age
)
Таким образом, используя Boost.PP , мы перебираем каждый аргумент и генерируем данные следующим образом:
// A helper metafunction for adding const to a type
template<class M, class T>
struct make_const
{
typedef T type;
};
template<class M, class T>
struct make_const<const M, T>
{
typedef typename boost::add_const<T>::type type;
};
#define REFLECTABLE(...) \
static const int fields_n = BOOST_PP_VARIADIC_SIZE(__VA_ARGS__); \
friend struct reflector; \
template<int N, class Self> \
struct field_data {}; \
BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_I(REFLECT_EACH, data, BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))
#define REFLECT_EACH(r, data, i, x) \
PAIR(x); \
template<class Self> \
struct field_data<i, Self> \
{ \
Self & self; \
field_data(Self & self) : self(self) {} \
\
typename make_const<Self, TYPEOF(x)>::type & get() \
{ \
return self.STRIP(x); \
}\
typename boost::add_const<TYPEOF(x)>::type & get() const \
{ \
return self.STRIP(x); \
}\
const char * name() const \
{\
return BOOST_PP_STRINGIZE(STRIP(x)); \
} \
}; \
Это создает постоянную fields_n, то есть количество отражаемых полей в классе. Затем он специализирует field_data для каждого поля. Он также дружит с классом reflector, так что он может получить доступ к полям, даже если они закрытые:
struct reflector
{
//Get field_data at index N
template<int N, class T>
static typename T::template field_data<N, T> get_field_data(T& x)
{
return typename T::template field_data<N, T>(x);
}
// Get the number of fields
template<class T>
struct fields
{
static const int n = T::fields_n;
};
};
Теперь, чтобы перебрать поля, мы используем шаблон посетителя. Мы создаем диапазон MPL от 0 до количества полей и получаем доступ к данным поля по этому индексу. Затем он передает данные поля предоставленному пользователем посетителю:
struct field_visitor
{
template<class C, class Visitor, class I>
void operator()(C& c, Visitor v, I)
{
v(reflector::get_field_data<I::value>(c));
}
};
template<class C, class Visitor>
void visit_each(C & c, Visitor v)
{
typedef boost::mpl::range_c<int,0,reflector::fields<C>::n> range;
boost::mpl::for_each<range>(boost::bind<void>(field_visitor(), boost::ref(c), v, _1));
}
Теперь на момент истины мы собрали все это вместе. Вот как мы можем определить класс Person, который является отражаемым:
struct Person
{
Person(const char *name, int age)
:
name(name),
age(age)
{
}
private:
REFLECTABLE
(
(const char *) name,
(int) age
)
};
Вот обобщенная функция print_fields, использующая данные отражения для итерации по полям:
struct print_visitor
{
template<class FieldData>
void operator()(FieldData f)
{
std::cout << f.name() << "=" << f.get() << std::endl;
}
};
template<class T>
void print_fields(T & x)
{
visit_each(x, print_visitor());
}
Пример использования print_fields с отражающим классом Person:
int main()
{
Person p("Tom", 82);
print_fields(p);
return 0;
}
Какие выходы:
name=Tom
age=82
И вуаля, мы только что реализовали отражение в C ++, менее чем в 100 строках кода.