Qt反射机制实现，通过类名创建对象

Cruise 2023年7月20日浏览：1061

原文链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/615027308

概述

首先说一下什么是反射：

反射是指程序在运行时动态获取对象属性与方法的一种机制，即编译器需要将类型信息(属性类型与偏移地址以及成员函数的地址等信息)编译到程序文件中，当程序运行时将这些信息加载到内存中去，做到运行时只根据对象的地址或引用就可以获取到对象的类型信息，从而利用这些信息达到修改或重建对象的目标。

再简单一点说，就是可以通过类名称来创建一个类对象，这在Java和Object-C中是原生支持的，所以实现起来非常简单，但是C++就不支持了，如果想要用到反射机制，那就得自己实现。

反射的作用

在计算机编程语言中，反射机制可以用来：

获取类型的信息，包括属性、方法
动态调用方法
动态构造对象
从程序集中获得类型

反射的缺点

性能：反射可以理解成是一种解释操作，这个过程总是要慢于直接调用的。当然，性能问题的程度是可以控制的，如果程序在很少涉及的地方使用，性能将不会是一个问题。适用于性能不敏感的部分。

反射模糊了程序内部实际发生的事情，会比直接代码更加复杂。增加了理解代码的难度。

缺点不能掩饰其优点，针对不同的场景使用合理的技术才是最高境界。

反射的使用场景

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

反序列化（Deseriallization），从序列中重建了对象实例与关系。

远程方法调用, remote procedure calls (RPC) / remote method invocation (RMI)。

对象/关系数据映射（O/R mapping）eg. Hibernate，作为虚拟对象数据库，实现数据和对象的持久化。

数据绑定（Data Binding），实现数据对象与关系的可视化，与交互控制调整。

某些软件设计模式的自动化和半自动化实现。

如何实现

其实实现也不难的，在创建对象之前，需要先将要类注册，注册的目的是为了将类名及函数指针做个绑定，采用Hash表来实现，创建对象的时候，直接从hash表中取出函数指针并创建对象即可。

由于我们使用Qt对象来实现，那取类名可以直接用元对象系统的staticMetaObject.className()来获取。

话不多说，直接上代码：

#include <QObject>
template<typename L>  //用于反射传父类参数class CReflectClass{public:    //首先要注册创建的类    template<typename T>    static void registerClass(){        //&constructorHelper<T>其实是获取创建的函数指针,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);//执行new T函数，创建对应实例    }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;    }};

测试调用：

#include "widget.h"#include "ui_widget.h"#include "creflectclass.h"
Widget::Widget(QWidget *parent) :    QWidget(parent),    ui(new Ui::Widget){    ui->setupUi(this);
    //注册类    CReflectClass<Widget>::registerClass<ClassA>();    CReflectClass<Widget>::registerClass<ClassB>();
    //创建对象    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反射机制实现，通过类名创建对象的图2

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