C++ ライブラリはリフレクションとメタプログラミングをどのように実行するのでしょうか?

C のリフレクションおよびメタプログラミング手法を使用すると、開発者は実行時に型情報を検査および操作し、コンパイル時手法を通じてコードを生成または変更できます。リフレクションは typeid キーワードを使用して指定された型の型情報を返しますが、メタプログラミングはテンプレート メタプログラミングまたはプリプロセッサ マクロを使用して実装されます。メタプログラミングは、タプルを生成し、型変換やその他の操作を実行できます。実際には、オブジェクト型をチェックしてさまざまなメソッドを呼び出す実行時の型チェックに使用できます。

C ライブラリでのリフレクションとメタプログラミング

リフレクションとメタプログラミングは、実行時チェックと操作タイプを可能にする高度な C プログラミング技術です。情報。

Reflection

C の Reflection では、指定された型の型情報を返す typeid キーワードを使用します。例:

#include <typeinfo>

int main() {
    int x = 5;
    std::cout << typeid(x).name() << std::endl;  // 输出：int
    return 0;
}

メタプログラミング

メタプログラミングとは、コンパイル時技術を使用してコードを生成または変更することです。これは、テンプレート メタプログラミング (TMP) またはプリプロセッサ マクロを使用して実装できます。

TMP を使用したメタプログラミング

TMP を使用すると、変更可能な構造、型変換、およびその他のメタ操作を作成できます。たとえば、次のコードは型名のセットを含むタプルを生成します。

template<typename... Args> struct TypeList;

template<typename Head, typename... Tail>
struct TypeList<Head, Tail...> {
    static const size_t size = sizeof...(Tail) + 1;
    static const std::tuple<Head, Tail...> tuple = std::make_tuple(Head, Tail...);
};

template<>
struct TypeList<> {
    static const size_t size = 0;
    static const std::tuple<> tuple = std::make_tuple();
};

プリプロセッサ マクロを使用したメタプログラミング

プリプロセッサ マクロは、コンパイル時にテキストを展開するためのテクニックを提供します。時間。たとえば、次のマクロは型名を UpperType に変換します。

#define UpperType(type) type ## _UPPER

実用的なケース: 実行時の型チェック

さまざまなタイプを処理する オブジェクトのコレクションを含むプログラム。リフレクションを使用して各オブジェクトのタイプを確認し、適切なアクションを実行できます。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void print() { cout << "Base" << endl; }
};

class Derived1 : public Base {
public:
    void print() override { cout << "Derived1" << endl; }
};

class Derived2 : public Base {
public:
    void print() override { cout << "Derived2" << endl; }
};

vector<Base*> objects;

int main() {
    objects.push_back(new Base());
    objects.push_back(new Derived1());
    objects.push_back(new Derived2());

    for (auto* object : objects) {
        cout << typeid(*object).name() << endl;  // 打印对象的类型
        object->print();                        // 调用适当的 `print` 方法
    }

    return 0;
}

リフレクションとメタプログラミングを組み合わせることで、強力で柔軟な C プログラムを作成できます。

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