O que você precisa fazer é fazer com que o pré-processador gere dados de reflexão sobre os campos. Esses dados podem ser armazenados como classes aninhadas.
Primeiro, para tornar mais fácil e mais limpo escrevê-lo no pré-processador, usaremos a expressão digitada. Uma expressão digitada é apenas uma expressão que coloca o tipo entre parênteses. Então, em vez de escrever, int xvocê escreverá (int) x. Aqui estão algumas macros úteis para ajudar com expressões digitadas:
#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
Em seguida, definimos uma REFLECTABLEmacro para gerar os dados sobre cada campo (mais o próprio campo). Essa macro será chamada assim:
REFLECTABLE
(
(const char *) name,
(int) age
)
Portanto, usando o Boost.PP , iteramos sobre cada argumento e geramos os dados desta maneira:
// 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)); \
} \
}; \
O que isso faz é gerar uma constante fields_nque é o número de campos refletíveis na classe. Em seguida, ele é especializado field_datapara cada campo. Também é amigo da reflectorturma, para que ele possa acessar os campos mesmo quando privados:
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;
};
};
Agora, para iterar sobre os campos, usamos o padrão de visitante. Criamos um intervalo de MPL de 0 ao número de campos e acessamos os dados do campo nesse índice. Em seguida, ele passa os dados do campo para o visitante fornecido pelo usuário:
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));
}
Agora, no momento da verdade, reunimos tudo. Aqui está como podemos definir uma Personclasse que é refletível:
struct Person
{
Person(const char *name, int age)
:
name(name),
age(age)
{
}
private:
REFLECTABLE
(
(const char *) name,
(int) age
)
};
Aqui está uma print_fieldsfunção generalizada usando os dados de reflexão para iterar sobre os campos:
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());
}
Um exemplo de uso de print_fieldscom a Personclasse refletível :
int main()
{
Person p("Tom", 82);
print_fields(p);
return 0;
}
Quais saídas:
name=Tom
age=82
E pronto, acabamos de implementar a reflexão em C ++, em menos de 100 linhas de código.