这是个有点奇怪的问题。我的目标是理解语言设计决策,并确定在c++中反射的可能性。

为什么c++语言委员会没有在语言中实现反射?在不运行在虚拟机上的语言(如java)中反射是否太困难了? 如果要在c++中实现反射,会遇到什么挑战?

我想反射的用途是众所周知的:编辑器可以更容易地编写,程序代码将更小,可以为单元测试生成模拟等等。但是如果你能评论一下反射的用法就太好了。


当前回答

如果c++可以:

变量名、变量类型和const修饰符的类成员数据 函数参数迭代器(只有位置而不是名称) 函数名、返回类型和const修饰符的类成员数据 父类列表(与定义的顺序相同) 模板成员和父类的数据;扩展的模板(意味着实际的类型将可用于反射API,而不是“如何到达那里的模板信息”)

这足以在无类型数据处理的关键处创建非常容易使用的库,而无类型数据处理在当今的web和数据库应用程序中非常普遍 (所有的orm,消息传递机制,xml/json解析器,数据序列化等)。

例如,Q_PROPERTY宏(Qt框架的一部分)支持的基本信息 http://qt.nokia.com/doc/4.5/properties.html扩展到涵盖类方法和e) -将对c++和一般的软件社区非常有益。

当然,我所指的反射不会涵盖语义或更复杂的问题(如注释、源代码行号、数据流分析等)——但我也不认为这些是语言标准的一部分。

其他回答

如果你真的想了解c++的设计决策,可以找一本Ellis和Stroustrup写的《c++注释参考手册》。它并不是最新的标准,但它贯穿了最初的标准,并解释了事情是如何工作的,以及它们是如何实现的。

The reason C++ doesn't have reflection is that this would require the compilers to add symbol information to the object files, like what members a class type has, information about the members, about the functions and everything. This essentially would render include files useless, as information shipped by declarations would then be read from those object files (modules then). In C++, a type definition can occur multiple times in a program by including the respective headers (provided that all those definitions are the same), so it would have to be decided where to put the information about that type, just as to name one complication here. The aggressive optimization done by a C++ compiler, which can optimize out dozens of class template instantiations, is another strong point. It's possible, but as C++ is compatible to C, this would become an awkward combination.

我相信,如果c++要用作数据库访问、Web会话处理/http和GUI开发的语言,那么c++中的反射是至关重要的。缺乏反射阻碍了orm(如Hibernate或LINQ)、实例化类的XML和JSON解析器、数据序列化和许多其他东西(最初必须使用无类型数据来创建类的实例)。

可以使用软件开发人员在构建过程中可用的编译时开关 为了消除这种“一分钱一分货”的顾虑。

我是一个固件开发人员,不需要反射来从串口读取数据——那么很好,不使用交换机。但是作为一个想要继续使用c++的数据库开发人员,我经常要面对一个可怕的、难以维护的代码,这些代码在数据成员和数据库结构之间映射数据。

无论是Boost序列化还是其他机制都不能真正解决反射问题——它必须由编译器来完成——一旦完成,c++将再次在学校中教授,并用于处理数据处理的软件中

对我来说,这是问题#1(而原生线程原语是问题#2)。

对于具有反射的语言来说,它是关于编译器愿意在目标代码中保留多少源代码来启用反射,以及有多少分析机制可用来解释反射的信息。除非编译器保留所有源代码,否则反射分析源代码可用事实的能力将受到限制。

c++编译器没有保留任何东西(好吧,忽略RTTI),所以在语言中没有反射。(Java和c#编译器只保留类、方法名和返回类型,所以你只能得到一点点反射数据,但你不能检查表达式或程序结构,这意味着即使在那些“启用反射”的语言中,你能得到的信息也非常少,因此你真的不能做很多分析)。

但是您可以跳出语言,获得完整的反射功能。C语言中关于反射的另一个堆栈溢出讨论的答案讨论了这个问题。

在c++中使用反射的情况有很多,而使用模板元编程等编译时结构无法充分解决这些问题。

N3340建议用富指针作为c++中引入反射的一种方式。除此之外,它还解决了一个问题,那就是除非你使用某个功能,否则就不用为它付费。