动态类（类工厂）总结

动态类（类工厂）总结

一、动态类的作用

动态类应用的一个类似的例子便是MFC中CWnd类的Create方法，其第一个参数为Window Class的名字，这就允许用户通过class的名字来创建相应的窗口。C++不是动态语言，所以没法从语言机制上实现类的动态创建，但很明显这样的需求是存在的。

要想实现这一点，必须有一个“管理中心”，用于登记类的名字，并且通过名字能够调用某个方法来创建相应的类。结合类工厂的设计思想，这里我们让一套继承体系中的基类作为“管理中心”，由它来维护所有派生类的必要信息，包括类名和工厂函数，这二者必须建立起映射关系，map是不错的选择。

二、动态类原理

1、  基本原理

动态类就是给基类定义一个静态的map，如下例：

static map<const char*, ClassGen> class_set;

这样，没一个新建的类都可以被记录在这个map表中，而且也便于程序根据名称来调用响应的类。

其他的部分都是围绕着这个map运行的，都是对map进行增加、查找之类的操作。

使用宏定义，可以加快程序的响应速度。

动态类的实现，代码并不唯一，功能也不仅限于此。不过下面实现的简单的动态类会给我们很大的参考价值。

2、宏定义的小知识

代码中每个行末都有“”这是要把行末的换行符号转译掉，避免他影响宏定义。“##”符号在宏定义中起到一个连接的作用，比如

#define FUN(var) var##ing

最后FUN(str)的结果就是string。

在宏定义中“#”代表的取变量的值，比如

#define FUN(var) #var

string str = FUN(string);

str的值就是“string”，如果没有#，翻译之后的语句就是 string str = string这样会出现错误。

3、 源码分析

在动态类创建过程中，只需要使用以下四个语句：

DECLARE_DYNCRT_BASE(Base) // 声明动态基类
DECLARE_DYNCRT_CLASS(Derived, Base) // 声明动态类

IMPLEMENT_DYNCRT_BASE(Base) // 实现动态基类
IMPLEMENT_DYNCRT_CLASS(Derived) // 实现动态类
后面的两个实现，就是两个变量定义，主要说前面两个语句，在下面的代码中可以用一个语句概括：

base::Register(#derived, Create);

这个语句在动态派生类中，意思就是调用动态基类的Register函数，第一个#derived是取动态派生类的类名，Create是调用动态派生类的自己的创建函数返回动态基类类型的一个指针，实际上这个指针式指向派生类的。

因为是宏定义的形式，所以在main函数运行之前，这些操作早就已经完成了。

另外，程序编译的过程如下：

C源程序头文件－－>预编译处理(cpp)－－>编译程序本身－－>优化程序－－>汇编程序－－>链接程序-->可执行文件

三、动态类源码解析

#ifdef _MSC_VER
#pragma warning(disable: 4786)
#endif
#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

// 用于声明具有动态创建功能的基类 
#define DECLARE_DYNCRT_BASE(base) 
public: 
    typedef base* (*ClassGen)(); 
    static void Register(const char* class_name, ClassGen class_gen) 
    { 
        class_set.insert(map<const char*, ClassGen>::value_type(class_name, class_gen)); 
    } 
public: 
    static base* Create(const char* class_name) 
    { 
        map<const char*, ClassGen>::iterator iter; 
        if((iter = class_set.find(class_name)) != class_set.end()) 
        { 
            return ((*iter).second)(); 
        } 
        return NULL; 
    } 
protected: 
    static map<const char*, ClassGen> class_set; 

// 用于实现基类 
#define IMPLEMENT_DYNCRT_BASE(base) 
map<const char*, base::ClassGen> base::class_set;

// 用于声明一个能够被动态创建的类 
#define DECLARE_DYNCRT_CLASS(derived, base) 
public: 
    struct derived##Register 
    { 
        derived##Register() 
        { 
            static bool bRegistered = false; 
            if(!bRegistered) 
            { 
                base::Register(#derived, Create); 
                bRegistered = true; 
            } 
        } 
    }; 
    static base* Create() 
    { 
        return new derived; 
    }

// 用于实现一个能够被动态创建的类  
#define IMPLEMENT_DYNCRT_CLASS(derived) 
static derived::derived##Register derived##_for_registering; 

// 测试
class Base
{
    DECLARE_DYNCRT_BASE(Base) // 声明动态基类 
    DECLARE_DYNCRT_CLASS(Base, Base) // 基类自己也可以动态创建 
public:
    virtual void Print() 
    {
        cout << "This is Base" << endl;
    }
};

IMPLEMENT_DYNCRT_BASE(Base) // 实现动态基类 
IMPLEMENT_DYNCRT_CLASS(Base) // 实现动态类

class Derived : public Base
{
    DECLARE_DYNCRT_CLASS(Derived, Base) // 声明动态类 
public:
    virtual void Print() 
    {
        cout << "This is Derived" << endl;
    }
};

IMPLEMENT_DYNCRT_CLASS(Derived) // 实现动态类

int main()
{
    Base* pBase = Base::Create("Base"); // 类名可以动态输入
    if(pBase) pBase->Print(); // 创建成功调用虚函数
    else cout << "Create Base error" << endl;
    
    Base* pDerived = Base::Create("Derived"); // 类名可以动态输入
    if(pDerived) pDerived->Print(); // 创建成功调用虚函数
    else cout << "Create Derived error" << endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}