Existe uma maneira de instanciar objetos a partir de uma string contendo o nome da classe?

Eu tenho um arquivo: Base.h

class Base;
class DerivedA : public Base;
class DerivedB : public Base;

/*etc...*/

e outro arquivo: BaseFactory.h

#include "Base.h"

class BaseFactory
{
public:
  BaseFactory(const string &sClassName){msClassName = sClassName;};

  Base * Create()
  {
    if(msClassName == "DerivedA")
    {
      return new DerivedA();
    }
    else if(msClassName == "DerivedB")
    {
      return new DerivedB();
    }
    else if(/*etc...*/)
    {
      /*etc...*/
    }
  };
private:
  string msClassName;
};

/*etc.*/

Existe uma maneira de converter de alguma forma essa seqüência de caracteres em um tipo real (classe), para que BaseFactory não precise conhecer todas as classes Derived possíveis e tenha if () para cada uma delas? Posso produzir uma classe dessa string?

Eu acho que isso pode ser feito em c # através de reflexão. Existe algo semelhante em C ++?

Não, não há, a menos que você mesmo faça o mapeamento. O C ++ não tem mecanismo para criar objetos cujos tipos são determinados em tempo de execução. Você pode usar um mapa para fazer esse mapeamento, no entanto:

template<typename T> Base * createInstance() { return new T; }

typedef std::map<std::string, Base*(*)()> map_type;

map_type map;
map["DerivedA"] = &createInstance<DerivedA>;
map["DerivedB"] = &createInstance<DerivedB>;

E então você pode fazer

return map[some_string]();

Obtendo uma nova instância. Outra idéia é fazer com que os tipos se registrem:

// in base.hpp:
template<typename T> Base * createT() { return new T; }

struct BaseFactory {
    typedef std::map<std::string, Base*(*)()> map_type;

    static Base * createInstance(std::string const& s) {
        map_type::iterator it = getMap()->find(s);
        if(it == getMap()->end())
            return 0;
        return it->second();
    }

protected:
    static map_type * getMap() {
        // never delete'ed. (exist until program termination)
        // because we can't guarantee correct destruction order 
        if(!map) { map = new map_type; } 
        return map; 
    }

private:
    static map_type * map;
};

template<typename T>
struct DerivedRegister : BaseFactory { 
    DerivedRegister(std::string const& s) { 
        getMap()->insert(std::make_pair(s, &createT<T>));
    }
};

// in derivedb.hpp
class DerivedB {
    ...;
private:
    static DerivedRegister<DerivedB> reg;
};

// in derivedb.cpp:
DerivedRegister<DerivedB> DerivedB::reg("DerivedB");

Você pode optar por criar uma macro para o registro

#define REGISTER_DEC_TYPE(NAME) \
    static DerivedRegister<NAME> reg

#define REGISTER_DEF_TYPE(NAME) \
    DerivedRegister<NAME> NAME::reg(#NAME)

Tenho certeza de que existem nomes melhores para esses dois. Outra coisa que provavelmente faz sentido usar aqui é shared_ptr.

Se você tiver um conjunto de tipos não relacionados que não possuem classe base comum, poderá fornecer ao ponteiro da função um tipo de retorno boost::variant<A, B, C, D, ...>. Por exemplo, se você tem uma classe Foo, Bar e Baz, fica assim:

typedef boost::variant<Foo, Bar, Baz> variant_type;
template<typename T> variant_type createInstance() { 
    return variant_type(T()); 
}

typedef std::map<std::string, variant_type (*)()> map_type;

A boost::varianté como uma união. Ele sabe qual tipo é armazenado nele, procurando qual objeto foi usado para inicializar ou atribuir a ele. Dê uma olhada na documentação aqui . Finalmente, o uso de um ponteiro de função bruta também é um pouco antigo. O código C ++ moderno deve ser dissociado de funções / tipos específicos. Você pode Boost.Functionprocurar uma maneira melhor. Ficaria assim então (o mapa):

typedef std::map<std::string, boost::function<variant_type()> > map_type;

std::functiontambém estará disponível na próxima versão do C ++, inclusive std::shared_ptr.

Não, não existe. Minha solução preferida para esse problema é criar um dicionário que mapeie o nome para o método de criação. Classes que desejam ser criadas assim registram um método de criação no dicionário. Isso é discutido em alguns detalhes no livro de padrões do GoF .

A resposta curta é que você não pode. Veja estas perguntas de SO para saber por que:

1. Por que o C ++ não tem reflexão?
2. Como posso adicionar reflexão a um aplicativo C ++?

Eu respondi em outra pergunta SO sobre fábricas C ++. Veja lá se uma fábrica flexível é de seu interesse. Eu tento descrever uma maneira antiga do ET ++ para usar macros que funcionou muito bem para mim.

O ET ++ foi um projeto para portar o MacApp antigo para C ++ e X11. No esforço disso, Eric Gamma etc começou a pensar em Design Patterns

O boost :: functional possui um modelo de fábrica bastante flexível: http://www.boost.org/doc/libs/1_54_0/libs/functional/factory/doc/html/index.html

Minha preferência, porém, é gerar classes de wrapper que ocultam o mapeamento e o mecanismo de criação de objetos. O cenário comum que encontro é a necessidade de mapear diferentes classes derivadas de alguma classe base para chaves, onde todas as classes derivadas têm uma assinatura de construtor comum disponível. Aqui está a solução que eu encontrei até agora.

#ifndef GENERIC_FACTORY_HPP_INCLUDED

//BOOST_PP_IS_ITERATING is defined when we are iterating over this header file.
#ifndef BOOST_PP_IS_ITERATING

    //Included headers.
    #include <unordered_map>
    #include <functional>
    #include <boost/preprocessor/iteration/iterate.hpp>
    #include <boost/preprocessor/repetition.hpp>

    //The GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY directive controls the number of factory classes which will be generated.
    #ifndef GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY
        #define GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY 10
    #endif

    //This macro magic generates GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY + 1 versions of the GenericFactory class.
    //Each class generated will have a suffix of the number of parameters taken by the derived type constructors.
    #define BOOST_PP_FILENAME_1 "GenericFactory.hpp"
    #define BOOST_PP_ITERATION_LIMITS (0,GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY)
    #include BOOST_PP_ITERATE()

    #define GENERIC_FACTORY_HPP_INCLUDED

#else

    #define N BOOST_PP_ITERATION() //This is the Nth iteration of the header file.
    #define GENERIC_FACTORY_APPEND_PLACEHOLDER(z, current, last) BOOST_PP_COMMA() BOOST_PP_CAT(std::placeholders::_, BOOST_PP_ADD(current, 1))

    //This is the class which we are generating multiple times
    template <class KeyType, class BasePointerType BOOST_PP_ENUM_TRAILING_PARAMS(N, typename T)>
    class BOOST_PP_CAT(GenericFactory_, N)
    {
        public:
            typedef BasePointerType result_type;

        public:
            virtual ~BOOST_PP_CAT(GenericFactory_, N)() {}

            //Registers a derived type against a particular key.
            template <class DerivedType>
            void Register(const KeyType& key)
            {
                m_creatorMap[key] = std::bind(&BOOST_PP_CAT(GenericFactory_, N)::CreateImpl<DerivedType>, this BOOST_PP_REPEAT(N, GENERIC_FACTORY_APPEND_PLACEHOLDER, N));
            }

            //Deregisters an existing registration.
            bool Deregister(const KeyType& key)
            {
                return (m_creatorMap.erase(key) == 1);
            }

            //Returns true if the key is registered in this factory, false otherwise.
            bool IsCreatable(const KeyType& key) const
            {
                return (m_creatorMap.count(key) != 0);
            }

            //Creates the derived type associated with key. Throws std::out_of_range if key not found.
            BasePointerType Create(const KeyType& key BOOST_PP_ENUM_TRAILING_BINARY_PARAMS(N,const T,& a)) const
            {
                return m_creatorMap.at(key)(BOOST_PP_ENUM_PARAMS(N,a));
            }

        private:
            //This method performs the creation of the derived type object on the heap.
            template <class DerivedType>
            BasePointerType CreateImpl(BOOST_PP_ENUM_BINARY_PARAMS(N,const T,& a))
            {
                BasePointerType pNewObject(new DerivedType(BOOST_PP_ENUM_PARAMS(N,a)));
                return pNewObject;
            }

        private:
            typedef std::function<BasePointerType (BOOST_PP_ENUM_BINARY_PARAMS(N,const T,& BOOST_PP_INTERCEPT))> CreatorFuncType;
            typedef std::unordered_map<KeyType, CreatorFuncType> CreatorMapType;
            CreatorMapType m_creatorMap;
    };

    #undef N
    #undef GENERIC_FACTORY_APPEND_PLACEHOLDER

#endif // defined(BOOST_PP_IS_ITERATING)
#endif // include guard

Geralmente sou contra o uso intenso de macro, mas fiz uma exceção aqui. O código acima gera GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY + 1 versões de uma classe chamada GenericFactory_N, para cada N entre 0 e GENERIC_FACTORY_MAX_ARITY, inclusive.

Usar os modelos de classe gerados é fácil. Suponha que você queira que uma fábrica crie objetos derivados de BaseClass usando um mapeamento de string. Cada um dos objetos derivados aceita 3 números inteiros como parâmetros do construtor.

#include "GenericFactory.hpp"

typedef GenericFactory_3<std::string, std::shared_ptr<BaseClass>, int, int int> factory_type;

factory_type factory;
factory.Register<DerivedClass1>("DerivedType1");
factory.Register<DerivedClass2>("DerivedType2");
factory.Register<DerivedClass3>("DerivedType3");

factory_type::result_type someNewObject1 = factory.Create("DerivedType2", 1, 2, 3);
factory_type::result_type someNewObject2 = factory.Create("DerivedType1", 4, 5, 6);

O destruidor de classe GenericFactory_N é virtual para permitir o seguinte.

class SomeBaseFactory : public GenericFactory_2<int, BaseType*, std::string, bool>
{
    public:
        SomeBaseFactory() : GenericFactory_2()
        {
            Register<SomeDerived1>(1);
            Register<SomeDerived2>(2);
        }
}; 

SomeBaseFactory factory;
SomeBaseFactory::result_type someObject = factory.Create(1, "Hi", true);
delete someObject;

Observe que esta linha da macro do gerador de fábrica genérica

#define BOOST_PP_FILENAME_1 "GenericFactory.hpp"

Assume que o arquivo de cabeçalho de fábrica genérico se chama GenericFactory.hpp

Solução detalhada para registrar os objetos e acessá-los com nomes de cadeias.

common.h:

#ifndef COMMON_H_
#define COMMON_H_


#include<iostream>
#include<string>
#include<iomanip>
#include<map>

using namespace std;
class Base{
public:
    Base(){cout <<"Base constructor\n";}
    virtual ~Base(){cout <<"Base destructor\n";}
};
#endif /* COMMON_H_ */

test1.h:

/*
 * test1.h
 *
 *  Created on: 28-Dec-2015
 *      Author: ravi.prasad
 */

#ifndef TEST1_H_
#define TEST1_H_
#include "common.h"

class test1: public Base{
    int m_a;
    int m_b;
public:
    test1(int a=0, int b=0):m_a(a),m_b(b)
    {
        cout <<"test1 constructor m_a="<<m_a<<"m_b="<<m_b<<endl;
    }
    virtual ~test1(){cout <<"test1 destructor\n";}
};



#endif /* TEST1_H_ */

3. test2.h
#ifndef TEST2_H_
#define TEST2_H_
#include "common.h"

class test2: public Base{
    int m_a;
    int m_b;
public:
    test2(int a=0, int b=0):m_a(a),m_b(b)
    {
        cout <<"test1 constructor m_a="<<m_a<<"m_b="<<m_b<<endl;
    }
    virtual ~test2(){cout <<"test2 destructor\n";}
};


#endif /* TEST2_H_ */

main.cpp:

#include "test1.h"
#include "test2.h"

template<typename T> Base * createInstance(int a, int b) { return new T(a,b); }

typedef std::map<std::string, Base* (*)(int,int)> map_type;

map_type mymap;

int main()
{

    mymap["test1"] = &createInstance<test1>;
    mymap["test2"] = &createInstance<test2>;

     /*for (map_type::iterator it=mymap.begin(); it!=mymap.end(); ++it)
        std::cout << it->first << " => " << it->second(10,20) << '\n';*/

    Base *b = mymap["test1"](10,20);
    Base *b2 = mymap["test2"](30,40);

    return 0;
}

Compile e execute (já fez isso com o Eclipse)

Resultado:

Base constructor
test1 constructor m_a=10m_b=20
Base constructor
test1 constructor m_a=30m_b=40

Significado de reflexão como em Java. há algumas informações aqui: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/y0114hz2(VS.80).aspx

De um modo geral, pesquise no Google por "reflexão em c ++"

Tor Brede Vekterli fornece uma extensão de impulso que fornece exatamente a funcionalidade que você procura. Atualmente, é um pouco estranho para as bibliotecas de impulso atuais, mas consegui fazê-lo funcionar com 1.48_0 depois de alterar seu namespace base.

http://arcticinteractive.com/static/boost/libs/factory/doc/html/factory/factory.html#factory.factory.reference

Em resposta a quem pergunta por que algo (como reflexão) seria útil para c ++ - eu o uso para interações entre a interface do usuário e um mecanismo - o usuário seleciona uma opção na interface do usuário e o mecanismo pega a sequência de seleção da interface do usuário, e produz um objeto do tipo desejado.

O principal benefício de usar a estrutura aqui (manter uma lista de frutas em algum lugar) é que a função de registro está na definição de cada classe (e requer apenas uma linha de código que chama a função de registro por classe registrada) - em oposição a um arquivo que contém a lista de frutas, que deve ser adicionada manualmente a cada vez que uma nova classe for derivada.

Eu fiz da fábrica um membro estático da minha classe base.

Esse é o padrão de fábrica. Veja a Wikipedia (e este exemplo). Você não pode criar um tipo per se a partir de uma cadeia de caracteres sem algum truque flagrante. Por que você precisa disso?