c++ - 定义内省(introspection) C++ 类层次结构描述的有效方法？

Question

我有一个通过继承定义的 C++ 类层次结构，并在其中存储了该层次结构的描述，以便稍后用于内省(introspection)。我想知道是否有比我目前的方式更有效或更清晰的方法来定义它。 这是我的代码的精简版本

// in header file (hpp)
struct Type
{
    Type( const string& n, const Type* p = nullptr ) : name(n), parent(p) {}
    const string name;
    const Type* parent;
};

class Base
{
public:
    static const Type m_type;
    virtual const Type& type() const { return m_type; } 
};

class Derived : public Base
{
public:
    static const Type m_type;
    const Type& type() const { return m_type; }
};

// in implementation file (cpp)
const Type Base::m_type( "Base" );
const Type Derived::m_type( "Derived", &Base::m_type );

Answer 1

不一定更高效，但请考虑您是否确实需要一个公共(public)基类。另一种方法使用全局类型信息注册表。然后通过 TypeInfo::get(my_variable) 或 TypeInfo::get(typeid(my_type)) 查询类型的类型信息。

这样做的优点是它也适用于现有类型，只需将其添加到此类型信息注册表中即可。

在内部，注册表将使用从 std::type_info 到 Type 或类似的映射。以下是概念证明。不幸的是，该代码无法在 clang 或 GCC 上编译。根据错误消息，我怀疑存在错误，但也可能是错的......

struct Type {
    std::string name;
    std::vector<Type*> parents;
    // TODO Extend by fully-qualified name (namespace) etc.

    template <typename... T>
    Type(std::string&& name, T*... parents)
        : name(name), parents{parents...} { }
};

struct TypeInfo {
    template <typename T>
    static Type const& get(T const&) { return get(typeid(T)); }

    template <typename T>
    static Type const& get() { return get(typeid(T)); }

    static Type const& get(std::type_info const& info) {
        auto i = types.find(info);
        if (i == types.end())
            throw unknown_type_error(info.name());

        return i->second;
    }

    template <typename T>
    static void register_type(Type&& type) {
        types.insert(std::make_pair(typeid(T), type));
    }

    typedef std::unordered_map<std::type_info, Type> type_dir_t;
    static type_dir_t types;
};

完整代码可用as gist on github .

在 C++ 中，对于逻辑上不相关的类通常不赞成使用公共(public)基类，尽管可以说这与鼓励使用公共(public)基类的 CRTP/mixins 类似。所以我想说，如果您不关心现有类型，这种方法不一定有什么问题。