C++ でのリフレクション

この記事では、リフレクション、目的、および C++ での実装について説明します。 反射を使用することの長所と短所をさらに調べます。

C++ でのリフレクション

リフレクションは、任意のオブジェクト タイプで動作する汎用コードを記述できるプログラミング メカニズムです。 実行時にクラス オブジェクトの形式を検出し、それらのメソッドを呼び出したり、データにアクセスしたりするのに役立ちます。

リフレクションは、そのクラスの記述子 (クラス、変数、およびメソッドに関する情報を含む) が返されるリモート メソッドの請求に役立ちます。 これらの記述子により、インスタンス メソッドの呼び出しとその変数へのアクセスが簡単になります。

リフレクションは、後で RTTI を使用して C++ に実装されました。 ただし、いくつかの制限しかありません。

以下は、Reflection の構文を示すコード スニペットです。

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)));
};

上記の reflection 構文は、さまざまなフラグを使用してクラス記述子を記述します。 ご覧のとおり、2 種類のマクロが使用されています。

RTTI DESCRIBE STRUCT - クラス コンポーネントの定義に役立ちます。 クラスの宣言で指定されます。

以下のマクロは、クラスを記述するために使用できます。

1. RTTI_FIELD - このフィールドは、スカラーまたは構造体がスカラーか構造体かを指定します。
2. RTTI_PTR - このフィールドは、前述のスカラーまたは構造体へのポインターを記述します。
3. RTTI_PTR_PTR - PTR TO PTR マクロは、RTTI_FIELD マクロへのダブル ポインターです。
4. RTTI_ARRAY - このマクロは、1 次元のスカラー配列、クラス配列、または構造体配列を作成します。

クラスの 2 番目のパラメーターは、これらのフィールドのフラグまたは修飾子を要求します。 上記のマクロで使用されるフラグの一部を以下に示します。

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

C++ でのリフレクションのしくみ

C++ でリフレクションを使用すると、アプリケーションで使用されている式が有効かどうかをすばやく判断できます。 さらに、指定されたメンバー変数/メソッドがオブジェクトに含まれているかどうかを判断するのにも役立ちます。

リフレクション API は、プログラムの実行中にすべての情報を収集し、クラスのメンバー変数とメソッドに関するすべての情報を含むクラス記述子を作成します。

コンパイラは、このクラス記述子を使用して、変数とメソッドがその特定のクラスに属しているかどうか、および指定された式が正当かどうかを判断します。

C++ には、実行時にオブジェクトの形式を決定するためのメソッドがいくつかあります。

1. デバッグ データを調べます。
2. C++ ソースを解析してクラス記述子を生成するカスタム プリプロセッサを使用する。
3. プログラマーが手動で行う必要があります。

リフレクションの長所と短所

1. 情報抽出のデバッグ - reflection API を使用すると、アプリケーションで使用されるオブジェクトのタイプに関するすべての関連情報を簡単に抽出できます。 この機能を使用する場合、アプリケーションを変更しないように注意する必要があります。
2. 追加の手順は不要 - リフレクション機能を使用してオブジェクトのフォーマット タイプに関する情報を取得する場合、実行時のタイプ情報を生成するための追加の手順は必要ありません。
3. 効率的なコード生成 - アプリケーションの Reflection API は、リフレクション メソッドの効率的なコードの生成を支援します。
4. 変数とインスタンス メソッドへのアクセス - reflection API によって返された記述子をクラスで使用すると、クラス変数に簡単にアクセスして、クラス インスタンス メソッドをアクティブ化できます。

リフレクションは、実行時にオブジェクトのタイプを判別するための便利なツールです。 この情報は、呼び出し、デバッグ、リモート メソッド、シリアル化などのアクティビティに役立ちます。

これは、名前でアプリケーション内の項目を検索する場合や、すべてのコンポーネントを反復処理する必要がある場合にも役立ちます。