遍历结构和类成员[重复]答案

【问题标题】：Iterate through Struct and Class Members [duplicate]遍历结构和类成员[重复]
【发布时间】：2013-10-04 05:55:09
【问题描述】：

是否可以在 C++ 中遍历 Struct 或 Class 以查找其所有成员？例如，如果我有 struct a 和 class b：

struct a
{
  int a;
  int b;
  int c;
}

class b
{
  public:
    int a;
    int b;
  private:
    int c;
}

是否有可能让它们循环说得到一个打印语句，说“结构 a 具有名为 a、b、c 的 int”或“b 类具有名为 a、b、c 的 int”

【问题讨论】：

在 C++ 中没有反射。
一般来说不是。如果您在程序中留下了调试信息，调试器可以为您提供该信息，并且您可能能够使用某些库/API 来检查您自己的二进制文件，但这将比几乎任何东西都少有趣...
值得考虑这是否可以作为使用元/模板技术的编译时活动。这些信息应该可供编译器使用 - 尽管在未来的 C++XX 中可能需要支持。

标签： c++ class struct

【解决方案1】：

有几种方法可以做到这一点，但您需要使用一些宏来定义或调整结构。

您可以使用this answer 中给出的REFLECTABLE 宏来定义这样的结构：

struct A
{
    REFLECTABLE
    (
        (int) a,
        (int) b,
        (int) c
    )
};

然后您可以遍历字段并像这样打印每个值：

struct print_visitor
{
    template<class FieldData>
    void operator()(FieldData f)
    {
        std::cout << f.name() << "=" << f.get() << std::endl;
    }
};

template<class T>
void print_fields(T & x)
{
    visit_each(x, print_visitor());
}

A x;
print_fields(x);

另一种方法是将结构调整为融合序列（参见the documentation）。这是一个例子：

struct A
{
    int a;
    int b;
    int c;
};

BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT
(
    A,
    (int, a)
    (int, b)
    (int, c)
)

然后您也可以使用以下方法打印字段：

struct print_visitor
{
    template<class Index, class C>
    void operator()(Index, C & c)
    {

        std::cout << boost::fusion::extension::struct_member_name<C, Index::value>::call() 
                  << "=" 
                  << boost:::fusion::at<Index>(c) 
                  << std::endl;
    }
};


template<class C>
void print_fields(C & c)
{
    typedef boost::mpl::range_c<int,0, boost::fusion::result_of::size<C>::type::value> range;
    boost::mpl::for_each<range>(boost::bind<void>(print_visitor(), boost::ref(c), _1));
}

【讨论】：

【解决方案2】：

不，这是不可能的，因为 C++ 中没有反射。

【讨论】：

我不确定这不是一个答案。他正在告诉 OP 语言限制。这是最有答案的。
@CaptainObvlious：答案应该回答问题。这个问题的答案是“不”。我的意思是，答案可以提供一个完整的机制来注释特定结构，以便有人可以迭代一些表示其字段的数据，但这仍然不会迭代结构的字段，它会迭代特殊配置的结构的字段。
这个问题的答案不是“不”。您可以轻松地遍历结构的成员并使用标准 C++ 打印它们：A a; printf(a.a); printf(a.b); printf(a.c);。有很多方法可以使用某种自定义反射机制使语法更像所需的“循环”。
@willj：您的代码没有通过对问题的任何合理解释进行迭代（它甚至不会打印提问者要求的内容；-p）。除非您可以使用调试信息，否则自定义反射机制仅适用于已以某种方式注释的结构，而不适用于问题中的示例结构，也不适用于您未定义自己的结构。
多年后，我发现这个答案比所选答案有用得多。真的，答案是no。是的，有一些方法可以解决并达到类似的效果，但我认为除了“极端调试”之外不应使用任何建议。在我看来，对每个类/结构做所有这些额外的工作会在生产应用程序中变得一团糟。

【解决方案3】：

如果您有相同类型的成员（就像您在第一个特定示例中所做的那样），并且希望 (a) 有名称，并且 (b) 是可迭代的，那么您可以将数组与枚举组合：

enum names { alice, bob, carl };
struct myStruct;
{
  std::array<int, 3> members;
}

那么你们两个都可以

myStruct instance;
// iterate through them...
for (auto elem : instance.members)
{
    // work with each element in sequence
} 
// and call them by name, taking away the need to remember which element is the first, etc.
instance.members[bob] = 100;

显然不是一个通用的解决方案，但我发现这在我自己的工作中很有用。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果你的成员变量是相同的类型，你可以做这样的事情，我从 GLM 库中偷来的：

class Point
{
    Point();// you must re-implement the default constructor if you need one

    union
    {
        struct
        {
            double x;
            double y;
            double z;
        };
        std::array<double, 3> components;
    };
};

诚然，从可维护性的角度来看，这并不是最优雅的解决方案，手动计算变量的数量是自找麻烦。但是，它无需额外的库或宏即可工作，并且适用于您想要这种行为的大多数情况。

联合不支持自动生成的默认构造函数，因此您需要编写一个告诉对象如何初始化联合的构造函数。

for (double component : point.components)
{
    // do something
}

【讨论】：

在结构体之后和std:array之前需要有一个分号。编辑队列目前已满，所以我无法编辑问题。
在并集之后也需要分号。

【解决方案5】：

假设所有类成员都属于同一类型，您可以使用称为结构化绑定的 C++17 功能。假设所有成员都是公开的，这将起作用：

struct SI
{
    int x;
    int y;
    int z;
};

struct SD
{
    double x;
    double y;
    double z;
};

template<typename T>
void print(const T &val)
{
    const auto& [a, b, c] = val;
    for (auto elem : {a, b, c})
    {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

这适用于任何具有完全相同（可复制）类型的 3 个公共元素的结构。如果是非公共成员，该功能必须是朋友或成员。然而，这种方法不能轻易扩展到任意数量的元素。

【讨论】：

【解决方案6】：

这是 QCTDevs 答案的改进版本：

class MyClass
{
    union
    {
        struct Memberstruct
        {
            double test0;
            double test1;
            double test2;
        } m;
        array<double, sizeof( Memberstruct ) / sizeof( double )> memberarray;
    };
    bool test() { &(m.test1) == &(memberarray[1]); }
};

要求仍然是所有相同的数据类型，如果需要，您还需要实现默认构造函数。

改进之处在于无需手动维护数组的大小。

一个缺点是与没有此解决方法的类相比，语法发生了变化。

【讨论】：