C++轻量级DI容器通过控制反转将对象创建与依赖管理交由外部容器处理，基于C++17+实现，强调接口与实现分离、依赖抽象而非具体。
在 C++ 中实现一个轻量级依赖注入（DI）容器，核心是把对象的创建和依赖关系的管理从类内部抽离出来，交由外部容器统一控制——这就是控制反转（IoC）的本质。它不依赖框架，用标准 C++17+ 就能写出清晰、可测试、松耦合的结构。
一、明确接口与实现分离（面向抽象编程）
DI 的前提是“依赖于抽象，而非具体”。先定义接口（纯虚类），再提供具体实现：
struct ILogger {
virtual ~ILogger() = default;
virtual void log(const std::string& msg) = 0;
};
struct ConsoleLogger : ILogger {
void log(const std::string& msg) override {
std::cout << "[LOG] " << msg << "\n";
}
};
struct FileLogger : ILogger {
std::string filename;
FileLogger(const std::string& f) : filename(f) {}
void log(const std::string& msg) override {
std::ofstream out(filename, std::ios::app);
out << "[FILE] " << msg << "\n";
}
};
二、设计一个简易 DI 容器（支持单例/瞬态/工厂注册）
容器本质是一个类型到创建逻辑的映射表。用 std::unordered_map + std::function + std::any（或类型擦除）即可支撑多态注册。以下是最小可行版本（无线程安全，适合学习）：
class DIContainer {
private:
std::unordered_map > creators;
std::unordered_map instances; // 单例缓存
public:
template
void register_type() {
creators[std::type_index(typeid(T))] = []() -> std::any {
return std::make_unique();
};
}
template
void register_instance(std::unique_ptr instance) {
instances[std::type_index(typeid(T))] = std::move(instance);
creators.erase(std::type_index(typeid(T))); // 优先走实例
}
template
std::unique_ptr resolve() {
auto type_idx = std::type_index(typeid(T));
if (instances.find(type_idx) != instances.end()) {
return std::any_cast>(instances[type_idx]);
}
if (creators.find(type_idx) != creators.end()) {
auto obj = creators[type_idx]();
return std::any_cast>(obj);
}
throw std::runtime_error("Type not registered: " + std::string(typeid(T).name()));
}
};
三、支持构造函数注入（手动传递依赖）
C++ 没有反射，无法自动解析构造参数，所以需显式注册带依赖的工厂函数。这是最实用、最可控的方式：
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
- 让容器知道 “如何用 ILogger 构建 Service”
- 注册时捕获已解析的依赖（如 logger），绑定为 lambda
- 避免模板爆炸，也利于单元测试替换 mock
// 假设服务依赖 ILogger
struct Service {
std::unique_ptr logger;
Service(std::unique_ptr l) : logger(std::move(l)) {}
void do_work() { logger->log("working..."); }
};
// 注册方式：显式声明依赖
container.register_type(); // 先注册 ILogger 实现
container.creators[std::type_index(typeid(Service))] = [&container]() -> std::any {
auto logger = container.resolve();
return std::make_unique(std::move(logger));
};
四、使用示例：组合即配置
主程序不再 new 对象，只跟容器打交道；切换实现只需改注册，不碰业务代码：
int main() {
DIContainer container;
// 方式1：绑定具体实现（ConsoleLogger）
container.register_type();
// 方式2：或换为文件日志（一行切换）
// container.register_instance(std::make_unique("app.log"));
// 注册 Service（含依赖解析逻辑）
container.creators[std::type_index(typeid(Service))] = [&container]() -> std::any {
auto logger = container.resolve();
return std::make_unique(std::move(logger));
};
// 使用
auto svc = container.resolve();
svc->do_work(); // 输出 [LOG] working...
return 0;
}
基本上就这些。不需要宏、不依赖第三方，靠类型擦除 + 函数对象 + RAII 就能落地。关键不是“全自动”，而是“谁负责创建、谁负责连接”变得清晰可管理。真实项目中可在此基础上加作用域（transient/scoped/singleton）、生命周期钩子、模块化注册（Module 类）、或对接 Boost.DI / Dice 等成熟库。但原理始终一致：把 new 和 new 的顺序，交给容器说了算。
