C++实现反射机制

.NET下的很多技术都是基于反射机制来实现的，反射让.NET平台下的语言变得得心应手。最简单的，比如枚举类型，我们我可以很容易的获得一个枚举变量的数值以及其名称字符串。

可是，在C++中，枚举变量本质上和一个整形变量没有区别，我们很难获取一个枚举变量的名称字符串。

其实在C++中，我们可以通过宏来实现类似反射的机制。

接下来，我想总结一下如何在C++中实现一个类似于C#枚举类型的方法。

   __VA_ARGS__

使用__VA_ARGS__，我们可以定义带可变参数的宏，举个例子：

#define MY_PRINTF(…) printf(__VA_ARGS__)

这样我们写

MY_PRINTF("hello, %s”, "world");

就等价于

printf("hello, %s”, "world");

宏的"##"符号

"##"符号的作用是在可变参数的个数为0时，消除参数前面的逗号：

#define MY_PRINTF(fs, …) printf(fs, ##__VA_ARGS__)

我们这样调用：

MY_PRINTF(“Hello, World”);

等价于

printf(“Hello, World”);

另外"##"符号还能够去掉括号，但是我现在还不是很明白，为什么能够做到这一点：

#define ENUM_COTENTS(...)  __VA_ARGS__
#define ENUM_CONTENT_REMOVE_PARENTHESIS(a)  ENUM_COTENTS##a
#define DEFINE_ENUM(name)  enum name { ENUM_CONTENT_REMOVE_PARENTHESIS(ENUM_LIST) };
#define ENUM_LIST (Sunday=1,Monday=2)
DEFINE_ENUM(WeekDay)

宏的"#"符号

"#"符号的作用是“字符化”代码：

#define MY_STRINGLIZED_MACRO(str) #str
int helloWorld = 0;
printf(MY_STRINGLIZED_MACRO(helloWorld));    // output: helloWorld

利用C++宏实现简单的.NET枚举类型

我做了一个简单的用例，最终示例代码如下：

#include "DefineEnum.h"
#define ENUM_LIST  									\
		ENUM_NAME(Sunday     ENUM_VALUE(10)),		\
		ENUM_NAME(Monday     ENUM_VALUE(Sunday+1)),		\
		ENUM_NAME(Tuesday    ENUM_VALUE(123)),		\
		ENUM_NAME(Wednesday  ENUM_VALUE(10)) ,		\
		ENUM_NAME(Thursday   ENUM_VALUE(7)),		\
		ENUM_NAME(Friday     ENUM_VALUE(8)),		\
		ENUM_NAME(Saturday   ENUM_VALUE(12))

DEFINE_ENUM(WeekDay);

#include "RegisterEnum.h"
REGISTER_ENUM(WeekDay);


int main()
{
	printf("%s is %d.", EnumHelper<WeekDay>::ToString(Monday), Monday);
	getchar();
	return 0;
}

输出结果如下：

DefineEnum.h

#undef ENUM_LIST

#undef ENUM_NAME
#define ENUM_NAME(...)  __VA_ARGS__


#undef ENUM_VALUE
#define ENUM_VALUE(val) = val

#define ENUM_COTENTS(...)  __VA_ARGS__

#define DEFINE_ENUM(name)  enum name { ENUM_COTENTS(ENUM_LIST) };

RegisterEnum.h

#include "ReflectEnum.h"

#undef ENUM_VALUE
#define ENUM_VALUE(val)

#define REGISTER_ENUM(name)  REFLECT_ENUM(name, ENUM_LIST )

ReflectEnum.h

#ifndef REFLECT_ENUM_INCLUDE_GUARD

#include <string>
#include <cstring>
#include <stdexcept> // for runtime_error

#endif

template <typename Enum_T> class EnumHelper
{
public:
	static const char * ToString(Enum_T e)
	{
		for(int i = 0; i < _countof(EnumHelper<Enum_T>::s_allEnums); i++)
		{
			if( s_allEnums[i] == e)
				return s_allEnumNames[i];
		}
		return NULL;
	}

private:
	static const char * s_typeName;
	static Enum_T s_allEnums[];
	static char s_singleEnumStr[];
	static const char * s_allEnumNames[];

	static void SplitEnumDefString()
	{
		char * p = s_singleEnumStr;
		while( isspace(*p) ) p++;
		for(int i = 0; i < _countof(EnumHelper<Enum_T>::s_allEnums); i++)
		{
			s_allEnumNames[i] = p;
			while( *p == '_' || isdigit(*p) || isalpha(*p) ) p++;
			bool meet_comma = ( *p == ',' );
			*p++ = '\0';
			if( !meet_comma )
			{
				while( *p && *p != ',') p++;
				if( *p ) p++;
			}
			while( *p && isspace(*p) ) p++;
		}
	}
};

#define TO_ENUM_ITEM(...)  __VA_ARGS__
#define STRINGIZE(...)  #__VA_ARGS__

#define REFLECT_ENUM(enum_type_name, enum_list)																			\
template<> enum_type_name EnumHelper<enum_type_name>::s_allEnums[] =													\
{																														\
	TO_ENUM_ITEM(enum_list)																								\
};																														\
template<> const char* EnumHelper<enum_type_name>::s_allEnumNames[_countof(EnumHelper<enum_type_name>::s_allEnums)];	\
template<> char EnumHelper<enum_type_name>::s_singleEnumStr[] = STRINGIZE(enum_list) ;									\
template<> const char * EnumHelper<enum_type_name>::s_typeName = (EnumHelper<enum_type_name>::SplitEnumDefString(), #enum_type_name);