根据类名的字符串实例化
假设你的源码定义了类CDemoClass，那么new CDemoClass()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* CreateGraphItem(const std::string strClassName)
{
if (strClassName == "Line")
{
return new Line();
}
else if (strClassName == "Circle")
{
return new Circle;
}
return nullptr;
}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，CreateGraphItem()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CreateGraphItem()通过类的名字串可以找到其创建实例的方法，进而调用它。CreateGraphItem()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。
class IGraphItem { };
typedef IGraphItem* (*FnCreateGraphItem)();
class CClassInfo
{
public:
CClassInfo(const char* className, FnCreateGraphItem pCreatorFun);
public:
std::string m_strClassName;
FnCreateGraphItem m_pCreatorFun = nullptr;
CClassInfo* m_pNext = nullptr;
static CClassInfo* m_pFirst;
};
CClassInfo* CClassInfo::m_pFirst = nullptr;
CClassInfo::CClassInfo(const char* className, FnCreateGraphItem pCreatorFun)
{
m_strClassName = className;
m_pCreatorFun = pCreatorFun;
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），FnCreateGraphItem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_pCreatorFun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CreateGraphItem()的实现。
IGraphItem* CreateGraphItem(const std::string strClassName)
{
CClassInfo* pClassInfo = CClassInfo::m_pFirst;
while (pClassInfo)
{
if (strClassName == pClassInfo->m_strClassName && pClassInfo->m_pCreatorFun)
{
return pClassInfo->m_pCreatorFun();
}
pClassInfo = pClassInfo->m_pNext;
}
return nullptr;
}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，CreateGraphItem()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。
#define DECLARE_RUNTIME_CLASS() \
public: \
static IGraphItem* NewInstance();
#define IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(class_name) \
CClassInfo g_##class_name(#class_name, &class_name::NewInstance); \
IGraphItem* class_name::NewInstance() \
{ \
return new class_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CClassInfo g_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
class Line : public IGraphItem
{
DECLARE_RUNTIME_CLASS()
public:
int x1, 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)
CreateGraphItem()、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）：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class IGraphItem { };
typedef IGraphItem* (*FnCreateGraphItem)();
class CClassInfo
{
public:
CClassInfo(const char* className, FnCreateGraphItem pCreatorFun);
public:
std::string m_strClassName;
FnCreateGraphItem m_pCreatorFun = nullptr;
CClassInfo* m_pNext = nullptr;
static CClassInfo* m_pFirst;
};
CClassInfo* CClassInfo::m_pFirst = nullptr;
CClassInfo::CClassInfo(const char* className, FnCreateGraphItem pCreatorFun)
{
m_strClassName = className;
m_pCreatorFun = pCreatorFun;
if (m_pFirst == nullptr)
{
m_pFirst = this;
}
else
{
this->m_pNext = m_pFirst->m_pNext;
m_pFirst->m_pNext = this;
}
}
#define DECLARE_RUNTIME_CLASS() \
public: \
static IGraphItem* NewInstance();
#define IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(class_name) \
CClassInfo g_##class_name(#class_name, &class_name::NewInstance); \
IGraphItem* class_name::NewInstance() \
{ \
return new class_name(); \
}
class Line : public IGraphItem
{
DECLARE_RUNTIME_CLASS()
public:
int x1, y1, x2, y2;
};
IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(Line)
class Circle : public IGraphItem
{
DECLARE_RUNTIME_CLASS()
public:
int radius;
};
IMPLEMENT_RUNTIME_CLASS(Circle)
IGraphItem* CreateGraphItem(const std::string strClassName)
{
CClassInfo* pClassInfo = CClassInfo::m_pFirst;
while (pClassInfo)
{
if (strClassName == pClassInfo->m_strClassName && pClassInfo->m_pCreatorFun)
{
return pClassInfo->m_pCreatorFun();
}
pClassInfo = pClassInfo->m_pNext;
}
return nullptr;
}
int main()
{
IGraphItem* pGraphItem = CreateGraphItem("Circle");
if (pGraphItem != nullptr)
{
cout << "successfully create a circle instance" << endl;
}
} 腾讯云开发者
