c++如何实现一个简单的反射系统_c++运行时类型信息扩展

C++虽无原生完整反射，但可通过typeid和type_info获取基础类型信息，并利用静态初始化、模板与函数指针实现简易反射系统；通过TypeRegistry注册类名与构造函数映射，支持按名称创建对象；结合offsetof和Property结构可注册并访问类的属性信息，适用于序列化、配置加载等场景。

在C++中，原生并不像Java或C#那样支持完整的反射机制，但可以通过一些技巧实现一个简单的运行时类型信息（RTTI）扩展系统。这个系统可以支持基本的类名查询、属性访问和方法调用模拟，适用于配置加载、序列化、调试等场景。

启用并使用C++内置RTTI

C++标准提供了有限的运行时类型信息支持，主要通过 typeid 和 type_info 实现。

#include 
class Base {
    virtual ~Base() = default;
};

class Derived : public Base {};

Base* obj = new Derived();
std::cout << typeid(*obj).name() << std::endl; // 输出类似 "7Derived"
std::cout << typeid(*obj).hash_code() << std::endl;

注意：typeid 需要目标类型有至少一个虚函数（即多态类型），否则无法正确识别动态类型。

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手动注册类型信息构建简易反射

由于C++编译期决定一切，我们可以利用静态初始化机制，在程序启动时注册类信息到全局管理器。

核心思路：

• 定义一个 TypeRegistry 单例，用于存储类名到创建函数的映射
• 每个可反射类提供静态注册函数，绑定类名与构造方式
• 通过工厂模式按名称创建对象

基础实现：

#include 

使用示例：

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class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass created\n"; }
    void say_hello() { std::cout << "Hello\n"; }
};

// 全局注册（可在.cpp文件中）
static bool registered = []{
    TypeRegistry::instance().register_type("MyClass");
    return true;
}();

运行时创建：

void* obj = TypeRegistry::instance().create("MyClass");
if (obj) {
    static_cast(obj)->say_hello();
}

struct Property {
    std::string name;
    size_t offset;
    size_t size;
    std::string type_name;
};

// 示例类
class Person {
public:
    int age;
    std::string name;

    static std::vector get_properties() {
        return {
            {"age",  offsetof(Person, age),  sizeof(int), "int"},
            {"name", offsetof(Person, name), sizeof(std::string), "std::string"}
        };
    }
};