C++ 自身函数详解及应用：代码生成与反射

c++ 自身函数赋予程序员在运行时生成和操作代码的能力，包括代码生成（通过 generate 函数族实现）和反射（通过 typeid 和 type_info 类实现）。反射支持检查和修改代码的运行时状态，并可应用于动态代理等场景。

C++ 自身函数详解及应用：代码生成与反射

引言

C++ 自身函数是一组强大的工具，允许程序员在运行时生成和操作代码。本文旨在深入探讨这些函数，包括其语法、应用以及一个实战案例。

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代码生成

C++ 中的代码生成通过 generate 函数家族实现，包括 generate, generate_n, generate_copy 等。它们根据给定表达式生成指定数量的元素。例如：

std::vector v;
std::generate(std::back_inserter(v), v.end(), []() { return rand() % 10; }, 10);

这段代码会生成一个包含 10 个随机数的向量。

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反射

反射是检验和修改代码运行时状态的能力。C++ 中的反射通过 typeid 和 type_info 类实现。typeid 返回对象的类型信息，而 type_info 提供有关该类型的详细信息。例如：

int i = 0;
std::cout << typeid(i).name() << std::endl; // 输出 "int"

const type_info& t = typeid(i);
std::cout << t.hash_code() << std::endl; // 输出对象的哈希码

实战案例：动态代理

动态代理是一个常见的反射应用，允许在运行时创建一个特定接口的代理对象。使用 C++ 自身函数，我们可以实现这一点：

#include 
#include 

struct ISubject {
  virtual void request() = 0;
};

class RealSubject : public ISubject {
  void request() override { std::cout << "RealSubject request" << std::endl; }
};

struct IProxy : public ISubject {
  ISubject* subject;
  IProxy(ISubject* subject) : subject(subject) {}
  void request() override {
    std::cout << "IProxy request: ";
    subject->request();
  }
};

int main() {
  ISubject* subject = new RealSubject();
  ISubject* proxy = new IProxy(subject);

  proxy->request();

  std::cout << "Type of 'proxy': " << typeid(*proxy).name() << std::endl;

  return 0;
}

在这个案例中，我们创建了一个 RealSubject 对象，并使用反射生成了一个代理对象 IProxy。IProxy 在 request 方法中委托给 RealSubject，并添加了额外的日志。结果如下：

IProxy request: RealSubject request
Type of 'proxy': IProxy

结论

C++ 中的自身函数提供了一组强大的工具，用于代码生成和反射。通过掌握这些函数，程序员可以在运行时操作和修改代码，从而实现高级功能。