Reflexion in C++

Dieser Artikel behandelt Reflexionen, Zweck und Implementierung in C++. Wir werden uns weiter mit den Vor- und Nachteilen der Verwendung von Reflexionen befassen.

Reflexion in C++

Reflection ist ein Programmiermechanismus, der es Ihnen ermöglicht, generischen Code zu schreiben, der mit jedem Objekttyp funktioniert. Es hilft, das Format von Klassenobjekten zur Laufzeit zu erkennen und ihre Methoden aufzurufen oder auf ihre Daten zuzugreifen.

Die Reflexionen sind nützlich bei der Abrechnung entfernter Methoden, bei denen ein Deskriptor für diese Klasse zurückgegeben wird (der Informationen über die Klasse, Variablen und Methoden enthält). Diese Deskriptoren machen es einfach, Instanzmethoden aufzurufen und auf ihre Variablen zuzugreifen.

Reflection wurde später mit RTTI in C++ implementiert; Es gibt jedoch nur wenige Einschränkungen.

Unten ist das Code-Snippet, das die Syntax von Reflection zeigt.

class demo {
 public:
  int a;
  char* p;
  double d;

 protected:
  long my_array[10];
  int** p1;

 public:
  RTTI_DESCRIBE_STRUCT((RTTI_FIELD(a, RTTI_FLD_PUBLIC),
                        RTTI_PTR(p, RTTI_FLD_PUBLIC),
                        RTTI_FIELD(d, RTTI_FLD_PUBLIC),
                        RTTI_ARRAY(my_array, RTTI_FLD_PROTECTED),
                        RTTI_PTR_TO_PTR(p1, RTTI_FLD_PROTECTED)));
};

Die obige Reflektion-Syntax beschreibt einen Klassendeskriptor, der verschiedene Flags verwendet. Wie zu sehen ist, werden zwei Arten von Makros verwendet.

RTTI DESCRIBE STRUCT - Dies hilft bei der Definition der Klassenkomponenten. Sie wird in der Deklaration der Klasse angegeben.

Die folgenden Makros können verwendet werden, um eine Klasse zu beschreiben.

1. RTTI_FIELD – Dieses Feld gibt an, ob der Skalar oder die Struktur ein Skalar oder eine Struktur ist.
2. RTTI_PTR - Dieses Feld beschreibt den Zeiger auf den erwähnten Skalar oder die Struktur.
3. RTTI_PTR_PTR – Das Makro PTR TO PTR ist ein Doppelzeiger auf das Makro RTTI_FIELD.
4. RTTI_ARRAY – Dieses Makro erstellt eindimensionale Skalar-, Klassen- oder Strukturarrays.

Der zweite Parameter der Klasse fragt nach Flags oder Qualifizierern für diese Felder. Einige der in den obigen Makros verwendeten Flags sind unten aufgeführt.

1. RTTI_FLD_INSTANCE
2. RTTI_FLD_STATIC
3. RTTI_FLD_CONST
4. RTTI_FLD_PUBLIC
5. RTTI_FLD_PROTECTED
6. RTTI_FLD_PRIVAT
7. RTTI_FLD_VIRTUAL
8. RTTI_FLD_VOLATILE
9. RTTI_FLD_TRANSIENT

Funktionsweise von Reflexionen in C++

Bei der Verwendung von Reflektion in C++ kann man schnell feststellen, ob der in der Anwendung verwendete Ausdruck gültig ist oder nicht. Darüber hinaus hilft es bei der Bestimmung, ob das Objekt die angegebene Mitgliedsvariable/Methode enthält oder nicht.

Die Reflexions-API sammelt alle Informationen, während das Programm ausgeführt wird, und erstellt einen Klassendeskriptor, der alle Informationen über die Mitgliedsvariablen und -methoden der Klasse enthält.

Der Compiler verwendet diesen Klassendeskriptor, um festzustellen, ob Variablen und Methoden zu dieser bestimmten Klasse gehören und ob der angegebene Ausdruck zulässig ist.

Es gibt mehrere Methoden in C++, um das Format eines Objekts während der Laufzeit zu bestimmen, einschließlich:

1. Untersuchen Sie die Debugging-Daten.
2. Verwendung benutzerdefinierter Präprozessoren, die C++-Quellen parsen, um Klassendeskriptoren zu generieren.
3. Der Programmierer muss es manuell tun.

Vor- und Nachteile der Reflexion

1. Extraktion von Debugging-Informationen – Mit der Reflektion-API wird es einfacher, alle relevanten Informationen über die in der Anwendung verwendeten Objekttypen zu extrahieren. Wenn Sie diese Funktionalität verwenden, müssen Sie darauf achten, die Anwendung nicht zu ändern.
2. Keine zusätzlichen Schritte sind erforderlich – Wenn Reflexionsmerkmale verwendet werden, um Informationen über den Formattyp des Objekts zu erhalten, sind keine zusätzlichen Verfahren erforderlich, um Laufzeittypinformationen zu erzeugen.
3. Effiziente Codegenerierung – Die Reflection-API einer Anwendung hilft bei der Generierung von effizientem Code für Reflexionsmethoden.
4. Zugriff auf Variablen und Instanzmethoden - Unter Verwendung des Deskriptors, der von der Reflektion-API in einer Klasse zurückgegeben wird, kann man einfach auf die Klassenvariablen zugreifen und die Klasseninstanzmethoden aktivieren.

Eine Reflektion ist ein nützliches Werkzeug, um den Typ eines Objekts während der Laufzeit zu bestimmen. Diese Informationen sind für Aktivitäten wie Aufruf, Debugging, Remote-Methoden, Serialisierung usw. nützlich.

Dies ist auch nützlich, um ein Element in einer Anwendung anhand seines Namens zu finden oder wenn Sie alle Komponenten durchlaufen müssen.