根据类名的字符串实例化 [复制链接]

假设你的源码定义了类CDemoClass，那么newCDemoClass()可以实例化CDemoClass。那么如果给你一个字符串“CDemoClass”，怎么实例化出CDemoClass呢？new"CDemoClass"编译器就不让你通过了。

让我们假设有个画图软件，可以将绘画的线段、圆形等持久化到文件中，也可以从文件中加载数据进行渲染。数据格式可能是这样的JSON格式：[{"type":"Line","x1":0,"y1":0,"x2":1,"y2":1},{"type":"circle","radius":5}]。解析JSON数据后，根据type的值实例化Line，Circle。怎么实现呢？太简单了。

IGraphItem*CateGraphItem(conststd::stringstrClassName){if(strClassName=="Line"){turnnewLine();}elseif(strClassName=="Circle"){turnnewCircle;}turnnullptr;}

这确实是一种实现方式，根据类的名字，加几个if条件判断。但是这种实现方式带来一个问题：扩展性差，特别是图形元素不断增加的时候，CateGraphItem()都得加if语句修改，而且这个函数强依赖图形元素类。如果这个函数在框架上实现，每次增加一种图形元素，框架就得修改，那可不行哦。那有没更好的实现方式呢？

如果让图形元素类提供创建实例的方法，并将类的名字串与其绑定，然后CateGraphItem()通过类的名字串可以找到其创建实例的方法，进而调用它。CateGraphItem()就不需要依赖具体图形元素类Line、Circle了，它的实现就可以得到优化。

首先，我们引入类CClassInfo用来存储类的名字串与它的创建实例方法的地址。

classIGraphItem{};typedefIGraphItem*(*FnCateGraphItem)();classCClassInfo{public:CClassInfo(constchar*className,FnCateGraphItempCatorFun);public:std::stringm_strClassName;FnCateGraphItemm_pCatorFun=nullptr;CClassInfo*m_pNext=nullptr;staticCClassInfo*m_pFirst;};CClassInfo*CClassInfo::m_pFirst=nullptr;CClassInfo::CClassInfo(constchar*className,FnCateGraphItempCatorFun){m_strClassName=className;m_pCatorFun=pCatorFun;if(m_pFirst==nullptr){m_pFirst=this;}else{this-m_pNext=m_pFirst-m_pNext;m_pFirst-m_pNext=this;}}

其中，IGraphItem是图形元素的抽象基类（框架会对模型进行抽象的），FnCateGraphItem是图形元素创建方法的原型，类CClassInfo的数据成员m_strClassName存储类的名字，m_pCatorFun存储创建实例方法的地址，m_pNext指向下一个CClassInfo对象，m_pFirst是全局变量指向第一个CClassInfo对象，CClassInfo的构造函数实现：先存储类的名字串和创建实例方法的地址，然后插入到m_pFirst链表上。这样，所有的CClassInfo就存储在m_pFirst的链表上。有了CClassInfo链表，我们就可以改造CateGraphItem()的实现。

IGraphItem*CateGraphItem(conststd::stringstrClassName){CClassInfo*pClassInfo=CClassInfo::m_pFirst;while(pClassInfo){if(strClassName==pClassInfo-m_strClassNamepClassInfo-m_pCatorFun){turnpClassInfo-m_pCatorFun();}pClassInfo=pClassInfo-m_pNext;}turnnullptr;}

遍历CClassInfo链表，找到类名一样的ClassInfo对象，调用其创建实例方法，完全不依赖具体的图形元素类，CateGraphItem()可以放心的在框架中实现了。那谁去负责定义CClassInfo对象呢？

图形元素类各自定义CClassInfo对象，这就可以满足图形元素的扩展。图形元素类，要实现创建实例的方法，同时定义CClassInfo对象，不同图形元素类的实现都是相似的，区别在于类名不同，于是我们可以将它定义成宏，让图形元素类引用。

#defineDECLARE_RUNTIME_CLASS()\public:\staticIGraphItem*NewInstance();#defineIMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(class_name)\CClassInfog_##class_name(#class_name,class_name::NewInstance);\IGraphItem*class_name::NewInstance()\{\turnnewclass_name();\}

可以根据类名字串实例化的类也叫做运行时类。定义两个宏：DECLARE_RUNTIME_CLASS声明创建实例的方法；IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS实现创建实例的方法，同时根据携带的参数class_name定义一个全局CClassInfo对象。IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS用到宏的两个高级功能，一个是#class_name（将class_name的值转成字符串，比如class_name为Line，就会转成"Line"），另一个是##class_name（将class_name的值与前后字符连接起来），假设class_name是Line，那么宏展开就是CClassInfog_Line("Line",Line::NewInstance);因为CClassInfo是全局对象，所以程序运行后它们的构造函数就会执行，所有CClassInfo对象会加入到CClassInfo::m_pFirst的链表中。

接下来，具体的图形元素类就可以引用宏，快速添加自己的类信息。比如线段类Line

classLine:publicIGraphItem{DECLARE_RUNTIME_CLASS()public:intx1,y1,x2,y2;};IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(Line)

在Line类的头文件引用DECLARE_RUNTIME_CLASS，在实现文件引用IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(Line)

CateGraphItem()、CClassInfo、宏DECLARE_RUNTIME_CLASS、宏IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS，属于稳定的部分放在框架层上。各种具体图形元素的实现，是在不断变化的，放在业务层上。

完整代码示例（我简单把所有代码放在一个cpp文件，真正开发可不能这样）：

#includeiostam#includestringusingnamespacestd;classIGraphItem{};typedefIGraphItem*(*FnCateGraphItem)();classCClassInfo{public:CClassInfo(constchar*className,FnCateGraphItempCatorFun);public:std::stringm_strClassName;FnCateGraphItemm_pCatorFun=nullptr;CClassInfo*m_pNext=nullptr;staticCClassInfo*m_pFirst;};CClassInfo*CClassInfo::m_pFirst=nullptr;CClassInfo::CClassInfo(constchar*className,FnCateGraphItempCatorFun){m_strClassName=className;m_pCatorFun=pCatorFun;if(m_pFirst==nullptr){m_pFirst=this;}else{this-m_pNext=m_pFirst-m_pNext;m_pFirst-m_pNext=this;}}#defineDECLARE_RUNTIME_CLASS()\public:\staticIGraphItem*NewInstance();#defineIMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(class_name)\CClassInfog_##class_name(#class_name,class_name::NewInstance);\IGraphItem*class_name::NewInstance()\{\turnnewclass_name();\}classLine:publicIGraphItem{DECLARE_RUNTIME_CLASS()public:intx1,y1,x2,y2;};IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(Line)classCircle:publicIGraphItem{DECLARE_RUNTIME_CLASS()public:intradius;};IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(Circle)IGraphItem*CateGraphItem(conststd::stringstrClassName){CClassInfo*pClassInfo=CClassInfo::m_pFirst;while(pClassInfo){if(strClassName==pClassInfo-m_strClassNamepClassInfo-m_pCatorFun){turnpClassInfo-m_pCatorFun();}pClassInfo=pClassInfo-m_pNext;}turnnullptr;}intmain(){IGraphItem*pGraphItem=CateGraphItem("Circle");if(pGraphItem!=nullptr){cout"successfullycateacircleinstance"endl;}}