Qt反射機制實現(xiàn)，通過類名創(chuàng)建對象

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2023年7月20日 18:51

版權(quán)聲明：本文為知乎作者「Qt開發(fā)編程」的原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接及本聲明。

原文鏈接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/615027308

概述

首先說一下什么是反射：

反射是指程序在運行時動態(tài)獲取對象屬性與方法的一種機制，即編譯器需要將類型信息(屬性類型與偏移地址以及成員函數(shù)的地址等信息)編譯到程序文件中，當(dāng)程序運行時將這些信息加載到內(nèi)存中去，做到運行時只根據(jù)對象的地址或引用就可以獲取到對象的類型信息，從而利用這些信息達(dá)到修改或重建對象的目標(biāo)。

再簡單一點說，就是可以通過類名稱來創(chuàng)建一個類對象，這在Java和Object-C中是原生支持的，所以實現(xiàn)起來非常簡單，但是C++就不支持了，如果想要用到反射機制，那就得自己實現(xiàn)。

反射的作用

在計算機編程語言中，反射機制可以用來：

獲取類型的信息，包括屬性、方法
動態(tài)調(diào)用方法
動態(tài)構(gòu)造對象
從程序集中獲得類型

反射的缺點

性能：反射可以理解成是一種解釋操作，這個過程總是要慢于直接調(diào)用的。當(dāng)然，性能問題的程度是可以控制的，如果程序在很少涉及的地方使用，性能將不會是一個問題。適用于性能不敏感的部分。

反射模糊了程序內(nèi)部實際發(fā)生的事情，會比直接代碼更加復(fù)雜。增加了理解代碼的難度。

缺點不能掩飾其優(yōu)點，針對不同的場景使用合理的技術(shù)才是最高境界。

反射的使用場景

序列化（Serialization）, in custom binary format or in XML, JSON, XDR, etc.

反序列化（Deseriallization），從序列中重建了對象實例與關(guān)系。

遠(yuǎn)程方法調(diào)用, remote procedure calls (RPC) / remote method invocation (RMI)。

對象/關(guān)系數(shù)據(jù)映射（O/R mapping）eg. Hibernate，作為虛擬對象數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和對象的持久化。

數(shù)據(jù)綁定（Data Binding），實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象與關(guān)系的可視化，與交互控制調(diào)整。

某些軟件設(shè)計模式的自動化和半自動化實現(xiàn)。

如何實現(xiàn)

其實實現(xiàn)也不難的，在創(chuàng)建對象之前，需要先將要類注冊，注冊的目的是為了將類名及函數(shù)指針做個綁定，采用Hash表來實現(xiàn)，創(chuàng)建對象的時候，直接從hash表中取出函數(shù)指針并創(chuàng)建對象即可。

由于我們使用Qt對象來實現(xiàn)，那取類名可以直接用元對象系統(tǒng)的staticMetaObject.className()來獲取。

話不多說，直接上代碼：

#include <QObject>
template<typename L>  //用于反射傳父類參數(shù)class CReflectClass{public:    //首先要注冊創(chuàng)建的類    template<typename T>    static void registerClass(){        //&constructorHelper<T>其實是獲取創(chuàng)建的函數(shù)指針,核心功能。        constructors().insert(T::staticMetaObject.className(), &constructorHelper<T>);    }    static QObject *createObject(const QByteArray& className,L* parent = nullptr){        Constructor constructor = constructors().value(className);        if (constructor == nullptr ){            return nullptr;        }        return (*constructor)(parent);//執(zhí)行new T函數(shù)，創(chuàng)建對應(yīng)實例    }private:    typedef QObject *(*Constructor)(L* parent);    template<typename T>    static QObject *constructorHelper(L* parent){        if(parent)            return new T(parent);        else {            return new T();        }    }    static QHash<QByteArray, Constructor> &constructors()    {        static QHash<QByteArray, Constructor> instance;        return instance;    }};

測試調(diào)用：

#include "widget.h"#include "ui_widget.h"#include "creflectclass.h"
Widget::Widget(QWidget *parent) :    QWidget(parent),    ui(new Ui::Widget){    ui->setupUi(this);
    //注冊類    CReflectClass<Widget>::registerClass<ClassA>();    CReflectClass<Widget>::registerClass<ClassB>();
    //創(chuàng)建對象    auto a = static_cast<ClassA*>(CReflectClass<Widget>::createObject("ClassA",this));    a->test();    auto b = CReflectClass<Widget>::createObject("ClassB",this);}
Widget::~Widget(){    delete ui;}
ClassB::ClassB(QObject *parent):    QObject(parent){    qDebug() << __FUNCTION__ ;}
ClassA::ClassA(QObject *parent):    QObject(parent) {    qDebug() << __FUNCTION__ ;}
void ClassA::test(){    qDebug() << __FUNCTION__;}

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Qt反射機制實現(xiàn)，通過類名創(chuàng)建對象的圖2