从零开始学C++之动态创建对象

回顾前面的文章,实现了一个简单工厂模式来创建不同类对象,但由于c++没有类似new "Circle"之类的语法,导致CreateShape 函数中需要不断地ifelse地去判断,如果有多个不同类对象需要创建,显然这是很费神的,下面通过宏定义注册的方法来实现动态创建对象。

Shape.h:

#ifndef _SHAPE_H_
#define _SHAPE_H_

class Shape
{
public:
    virtual void Draw() = 0;
    virtual ~Shape() {}
};

class Circle : public Shape
{
public:
    void Draw();
    ~Circle();
};

class Square : public Shape
{
public:
    void Draw();
    ~Square();
};

class Rectangle : public Shape
{
public:
    void Draw();
    ~Rectangle();
};

#endif // _SHAPE_H_

Shape.cpp:

#include "Shape.h"
#include "DynBase.h"
#include <iostream>
using namespace std;


void Circle::Draw()
{
    cout << "Circle::Draw() ..." << endl;
}
Circle::~Circle()
{
    cout << "~Circle ..." << endl;
}

void Square::Draw()
{
    cout << "Square::Draw() ..." << endl;
}
Square::~Square()
{
    cout << "~Square ..." << endl;
}

void Rectangle::Draw()
{
    cout << "Rectangle::Draw() ..." << endl;
}

Rectangle::~Rectangle()
{
    cout << "~Rectangle ..." << endl;
}

REGISTER_CLASS(Circle);
REGISTER_CLASS(Square);
REGISTER_CLASS(Rectangle);

DynBase.h:

#ifndef _DYN_BASE_H_
#define _DYN_BASE_H_

#include <map>
#include <string>
using namespace std;

typedef void *(*CREATE_FUNC)();

class DynObjectFactory
{
public:
    static void *CreateObject(const string &name)
    {
        map<string, CREATE_FUNC>::const_iterator it;
        it = mapCls_.find(name);
        if (it == mapCls_.end())
            return 0;
        else
            return it->second(); //func();

    }

    static void Register(const string &name, CREATE_FUNC func)
    {
        mapCls_[name] = func;
    }
private:
    static map<string, CREATE_FUNC> mapCls_;
};

// g++
// __attribute ((weak))
__declspec(selectany) map<string, CREATE_FUNC> DynObjectFactory::mapCls_;
//头文件被包含多次,也只定义一次mapCls_;

class Register
{
public:
    Register(const string &name, CREATE_FUNC func)
    {
        DynObjectFactory::Register(name, func);
    }
};

#define REGISTER_CLASS(class_name) \
class class_name##Register { \
public: \
    static void* NewInstance() \
    { \
        return new class_name; \
    } \
private: \
    static Register reg_; \
}; \
Register class_name##Register::reg_(#class_name, class_name##Register::NewInstance)
//CircleRegister

#endif // _DYN_BASE_H_

DynTest.cpp:

#include "Shape.h"
#include "DynBase.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;



void DrawAllShapes(const vector<Shape *> &v)
{
    vector<Shape *>::const_iterator it;
    for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        (*it)->Draw();
    }
}

void DeleteAllShapes(const vector<Shape *> &v)
{
    vector<Shape *>::const_iterator it;
    for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        delete(*it);
    }
}


int main(void)
{
    vector<Shape *> v;

    Shape *ps;
    ps = static_cast<Shape *>(DynObjectFactory::CreateObject("Circle"));
    v.push_back(ps);
    ps = static_cast<Shape *>(DynObjectFactory::CreateObject("Square"));
    v.push_back(ps);
    ps = static_cast<Shape *>(DynObjectFactory::CreateObject("Rectangle"));
    v.push_back(ps);

    DrawAllShapes(v);
    DeleteAllShapes(v);


    return 0;
}

在DynBase.h 中#define了一个宏定义REGISTER_CLASS(class_name),且在Shape.cpp 中调用宏定义,拿REGISTER_CLASS(Circle);

来说,程序编译预处理阶段会被替换成:

class CircleRegister {  public: 

static void* NewInstance()  { 

return new Circle; 

private: 

static Register reg_; 

};  Register CircleRegister::reg_("Circle",CircleRegister::NewInstance);

也即定义了一个新类,且由于含有static 成员,则在main函数执行前先执行初始化,调用Register类构造函数,在构造函数中调用DynObjectFactory::Register(name, func); 即调用DynObjectFactory 类的静态成员函数,在Register函数中通过map容器完成了字符串与函数指针配对的注册,如mapCls_[name] = func;

进入main函数,调用DynObjectFactory::CreateObject("Circle") ,CreateObject函数中通过string找到对应的函数指针(NewInstance),并且调用后返回创建的对象指针,需要注意的是 return it->second(); 中it->second 是函数指针,后面加括号表示调用这个函数。对宏定义中的#,##用法不熟悉的可以参考这里

这样当需要创建多个不同类对象的时候,就不再需要写很多ifelse的判断了。

参考:

C++ primer 第四版 Effective C++ 3rd C++编程规范

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