Windows下编译RTTR

虽然C++11引入了RTTI、Metaprogramming 等技术，但C++在Reflection编程方面依旧功能有限。在社区上，RTTR则提供了一套C++编写的反射库，补充了C++在Reflection方面的缺陷。

零、环境

操作系统	Windows 11
Visual Studio	Visual Studio Community 2022
CMake	CMake 3.24.2
Doxygen	Doxygen-1.9.8

一、下载源码

从GitHub拉取RTTR代码：

git clone https://github.com/rttrorg/rttr.git

二、编译

按照下表配置CMake，并完成构建与生成，

Where is the source code	Windows 11
Where to build the binaries	Visual Studio Community 2022
CMAKE_INSTALL_PREFIX	CMake 3.24.2

打开rttr.sln，构建"ALL_BUILD"完成RTTR编译；构建"INSTALL"完成RTTR安装。

三、源码分析

虽然各种反射机制的具体实现有所不同，但大体思路还是一致的：

生成类型元数据

类型元数据包括构造函数、属性、方法等，类型元数据可以在编译阶段自动生成，也可以在运行阶段手动注册；

执行反射

需要执行反射操作时，依据存储的反射信息访问对应的地址。

在RTTR中，类型元数据存储在rttr::detail::class_data、rttr::detail::type_data中，

struct RTTR_LOCAL class_data
{class_data(get_derived_info_func func, std::vector<type> nested_types):   m_derived_info_func(func),m_nested_types(nested_types),m_dtor(create_invalid_item<destructor>()){}get_derived_info_func       m_derived_info_func;std::vector<type>           m_base_types;std::vector<type>           m_derived_types;std::vector<rttr_cast_func> m_conversion_list;std::vector<property>       m_properties;std::vector<method>         m_methods;std::vector<constructor>    m_ctors;std::vector<type>           m_nested_types;destructor                  m_dtor;
};

struct RTTR_LOCAL type_data
{type_data* raw_type_data;type_data* wrapped_type;type_data* array_raw_type;std::string name;string_view type_name;std::size_t get_sizeof;std::size_t get_pointer_dimension;impl::create_variant_func create_variant;impl::get_base_types_func get_base_types; // FIXME: this info should not be stored, its just temporarily,// thats why we store it as function pointerenumeration_wrapper_base*  enum_wrapper;impl::get_metadata_func    get_metadata;impl::create_wrapper_func  create_wrapper;impl::get_class_data_func  get_class_data;bool is_valid;RTTR_FORCE_INLINE bool type_trait_value(type_trait_infos type_trait) const RTTR_NOEXCEPT { return m_type_traits.test(static_cast<std::size_t>(type_trait)); }type_traits m_type_traits;
};

3.1 生成rttr::detials::type_data

当第一次调用type::get()函数时，会生成对应的类型元数据，

template<typename T>
RTTR_INLINE type type::get() RTTR_NOEXCEPT
{using non_ref_type = typename std::remove_cv<typename std::remove_reference<T>::type>::type;return detail::create_or_get_type<non_ref_type>();
}template<typename T>
RTTR_LOCAL RTTR_INLINE enable_if_t<is_complete_type<T>::value, type>
create_or_get_type() RTTR_NOEXCEPT
{// when you get an error here, then the type was not completely defined// (a forward declaration is not enough because base_classes will not be found)using type_must_be_complete = char[ sizeof(T) ? 1: -1 ];(void) sizeof(type_must_be_complete);static const type val = create_type(get_registration_manager().add_item(make_type_data<T>()));return val;
}

从中可以看出，rttr::type实际上时对类型数据的一种引用。

3.2 注册类型信息数据

rttr::registration实际上时借助于函数对象rttr::registration::bind完成构造函数的注册，

template<typename Class_Type>
template<typename F, typename acc_level, typename Tp>
registration::bind<detail::ctor_func, Class_Type, F, acc_level> registration::class_<Class_Type>::constructor(F func, acc_level level)
{using namespace detail;static_assert(is_functor<F>::value,"No valid accessor for invoking the constructor provided!");static_assert(std::is_same<return_func, typename method_type<F>::type>::value,"For creating this 'class type', please provide a function pointer or std::function with a return value.");return {create_if_empty(m_reg_exec), func};
}

template<typename Class_Type, typename F, typename acc_level>
class registration::bind<detail::ctor_func, Class_Type, F, acc_level> : public registration::class_<Class_Type>
{
//...    
public:bind(const std::shared_ptr<detail::registration_executer>& reg_exec, F func):   registration::class_<Class_Type>(reg_exec), m_reg_exec(reg_exec), m_func(func){m_reg_exec->add_registration_func(this);}template<typename... Args>registration::class_<Class_Type> operator()(Args&&... args){m_ctor = create_custom_constructor(m_func, std::forward<Args>(args)...);return registration::class_<Class_Type>(m_reg_exec);}
//...
}

registration_executer::~registration_executer()
{for (auto&& item : m_list){item.second();}
}

至于，属性、方法等类型元数据的注册，原理类似，可参照对应代码。

3.3 生成对象

rttr::type调用存储的构造器，完成对象的实例化。

variant type::create(vector<argument> args) const
{auto& ctors = m_type_data->get_class_data().m_ctors;for (const auto& ctor : ctors){if (detail::compare_with_arg_list::compare(ctor.get_parameter_infos(), args))return ctor.invoke_variadic(std::move(args));}return variant();
}