前言：同上文一样，本文源于对另一位朋友的问题的解答（参见帖子http://community.csdn.net/Expert/topic/3202/3202729.xml?temp=5.602664E-02）
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，但这样的需求却有可能存在，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。
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。定义了一个派生类后，它就自动向基类进行注册，可是如何实现自动呢？先看看程序吧：
// 为编写方便，下面的代码都位于.cpp文件中
#ifdef _MSC_VER
#pragma warning(disable: 4786)
#endif
#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
class Base
{
public:
virtual void Print() // 测试用
{
cout << "This is Base" << endl;
}
protected:
typedef Base* (*ClassGen)(); // 声明函数指针
static void Register(const char* class_name, ClassGen class_gen) // 注册函数
{
class_set.insert(map<const char*, ClassGen>::value_type(class_name, class_gen));
}
public:
static Base* Create(const char* class_name) // 工厂函数
{
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; // 存储子类信息
};
map<const char*, Base::ClassGen> Base::class_set; // 静态成员变量定义
class Derived : public Base
{
public:
struct DerivedRegister // 辅助类，用于注册
{
DerivedRegister()
{ // 注册子类，虽然map能保证唯一，但仍只注册一次
static bool bRegistered = false;
if(!bRegistered)
{
Base::Register("Derived", Derived::Create); // 注册子类信息
bRegistered = true;
}
}
};
static Base* Create() // 工厂函数
{
return new Derived;
}
public:
virtual void Print() // 测试用
{
cout << "This is Derived" << endl;
}
};
static Derived::DerivedRegister Derived_for_registering; // 没有其它机制能够保证在全局空间调用注册函数，
// 不得已，定义一个全局变量来完成这项光荣的任务，看起来有点龌龊
int main()
{
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 error" << endl;
system("pause");
return 0;
}
上面这样实现，有的朋友可能觉得使用起来很麻烦，实际上我们用宏定义来改造一下就会非常漂亮，代码呆会儿就会看到。还是说说自动注册功能吧，首先，为什么要实现自动注册呢？这是为了最大程度上隐藏实现，实际上采用手动注册也可以，只不过我们得在主函数里一一调用每个类的注册函数。那我们是如何实现自动注册的呢？方法是将注册代码放到一个辅助类的构造函数中，然后定义一个该类的静态全局变量，这样构造函数便被调用了，:)，缺点是多了一个额外的对象，除了用于注册外，它什么用也没有（最初我没有采用辅助类，而是直接在派生类的构造函数中注册，然后定义派生类的全局变量，这样明显会浪费空间，采用辅助类便将额外开销降低到了最小）。
下面让我们瞧瞧用宏改造后的模样：
#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;
}
上面的宏定义可以重复利用（是不是有点似曾相识，是的，MFC中在对序列化和动态创建等支持时用到了类似的宏），在使用的时候，只需简单的使用这四个宏，即可实现动态创建，感觉还不错吧，不过提醒一点，其中的两个IMPLEMENT宏都应该放在.cpp文件中。
这种方法还是存在一些缺点的，不过本文主要是提供一种思路，可以根据具体的情况再作相应变动。
(freefalcon于2004.09.19)
