如何在 C++ 中通过函数名 (std::string) 调用函数？

Question

我想知道是否有一种从字符串调用函数的简单方法。我知道一个简单的方法，使用 'if' 和 'else'。

int function_1(int i, int j) {
    return i*j;
}

int function_2(int i, int j) {
    return i/j;
}

...
...
...

int function_N(int i, int j) {
    return i+j;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    int i = 4, j = 2;
    string function = "function_2";
    cout << callFunction(i, j, function) << endl;
    return 0;
}

这是基本方法

int callFunction(int i, int j, string function) {
    if(function == "function_1") {
        return function_1(i, j);
    } else if(function == "function_2") {
        return function_2(i, j);
    } else if(...) {

    } ...
    ...
    ...
    ...
    return  function_1(i, j);
}

还有更简单的吗？

/* New Approach */
int callFunction(int i, int j, string function) {
    /* I need something simple */
    return function(i, j);
}

Answer 1

您还可以将函数放入共享库中。您将使用 dlopen() 动态加载此类库，然后只需使用 std::string 调用函数。举个例子：

你好.cpp

#include <iostream>

extern "C" void hello() {
    std::cout << "hello" << '\n';
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <dlfcn.h>

int main() {
    using std::cout;
    using std::cerr;

    cout << "C++ dlopen demo\n\n";

    // open the library
    cout << "Opening hello.so...\n";
    void* handle = dlopen("./hello.so", RTLD_LAZY);

    if (!handle) {
        cerr << "Cannot open library: " << dlerror() << '\n';
        return 1;
    }

    // load the symbol
    cout << "Loading symbol hello...\n";
    typedef void (*hello_t)();

    // reset errors
    dlerror();

    std::string yourfunc("hello"); // Here is your function

    hello_t hello = (hello_t) dlsym(handle, yourfunc.c_str());
    const char *dlsym_error = dlerror();
    if (dlsym_error) {
        cerr << "Cannot load symbol 'hello': " << dlsym_error <<
            '\n';
        dlclose(handle);
        return 1;
    }

    // use it to do the calculation
    cout << "Calling hello...\n";
    hello();

    // close the library
    cout << "Closing library...\n";
    dlclose(handle);
}

编译：

g++ -fPIC -shared hello.cpp -o hello.so

和：

g++ main.cpp -o main -ldl

运行：

C++ dlopen demo

Opening hello.so...
Loading symbol hello...
Calling hello...
hello
Closing library...

示例是从here 窃取的。 There你可以找到关于dlopen()和c++的更详细的解释

Answer 2

使用标准字符串到标准函数的映射。

#include <functional>
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

int add(int x, int y) {return x+y;}
int sub(int x, int y) {return x-y;}

int main()
{
    std::map<std::string, std::function<int(int,int)>>  funcMap =
         {{ "add", add},
          { "sub", sub}
         };

    std::cout << funcMap["add"](2,3) << "\n";
    std::cout << funcMap["sub"](5,2) << "\n";
}

使用 Lambda 会更好：

#include <functional>
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

int main()
{
    std::map<std::string, std::function<int(int,int)>>  funcMap =
         {{ "add", [](int x, int y){return x+y;}},
          { "sub", [](int x, int y){return x-y;}}
         };

    std::cout << funcMap["add"](2,3) << "\n";
    std::cout << funcMap["sub"](5,2) << "\n";
}

Answer 3

还有另一种可能还没有提到，那就是真正的反射。

一个选项是访问从可执行文件或共享库中导出的函数，使用操作系统函数将名称解析为地址。这有一些有趣的用途，例如将两个“参赛者”dll 加载到“裁判”程序中，这样人们就可以通过让他们的实际代码相互竞争（玩黑白棋或雷神之锤）来解决它。

另一个选项是访问编译器创建的调试信息。在 Windows 下，这对于兼容的编译器来说非常容易，因为所有工作都可以卸载到系统 dll 或可从 Microsoft 下载的免费 dll。部分功能已包含在 Windows API 中。

然而，这更多地属于系统编程的范畴——不管是什么语言——因此它只适用于 C++，因为它是最优秀的系统编程语言。

Answer 4

您所描述的称为反射，C++ 不支持它。但是，您可能会提供一些解决方法，例如在这个非常具体的情况下，您可能会使用 std::map 将函数名称（std::string 对象）映射到函数指针，如果函数具有相同的原型可能比看起来更容易：

#include <iostream>
#include <map>

int add(int i, int j) { return i+j; }
int sub(int i, int j) { return i-j; }

typedef int (*FnPtr)(int, int);

int main() {
    // initialization:
    std::map<std::string, FnPtr> myMap;
    myMap["add"] = add;
    myMap["sub"] = sub;

    // usage:
    std::string s("add");
    int res = myMap[s](2,3);
    std::cout << res;
}

注意myMap[s](2,3) 检索映射到字符串s 的函数指针并调用该函数，将2 和3 传递给它，使该示例的输出为5