用C++實現屬性

Delphi和C#的類都提供了“屬性”的概念，使得Getter和Setter的方法可以像訪問成員一樣簡單，如下面的Delphi代碼：

TMyClass = class
private
    FValue: Integer;
     funcation GetValue: Integer;
     procedure SetValue(value: Integer);
public
     property
Value: Integer read GetValue write SetValue;
end;

紅色部分就是屬性的聲明，以後可以直接對Value進行讀寫，像下面這樣：

MyClass.Value := 100;
v =
MyClass.Value;

屬性有幾個顯而易見的好處：

• 與Getter和Setter相比更加簡單，就像直接存取成員一樣。
• 與直接存取成員相比，屬性可以控制讀寫權限，並通過Getter和Setter對代碼進行檢驗。
• 屬性對UI的所見即所得 (WYSIWYG)編輯很有用，可以很直觀的設定某個屬性，如大小，顏色等；QT似乎也大量應用屬性，不過我沒有去看過。

C++原生沒有支援屬性，但這個語言的特點就是文法強大，通過一些進階屬性就可以實現其他語言的特性。要實現屬性，C++當然是可以勝任了，而且實現方式有很多，我在網上就看過幾種實現。不過在這裡我要講另外兩種實現，一種是我想到的，另一種是編譯器的擴充。 先看第一種，網上通常的實現是用“模板+操作符重載”的方式，這種方式需要在類的建構函式中初始化模板類成員，並且模板類包含了3個成員：外部類指標和讀寫函數指標。這個模板類成員就是“屬性”，一個屬性將浪費掉一些儲存，如果一個類存在大量屬性，則這個類的空間尺寸是可觀的。 我的實現是用“本地類+操作符重載”的方式，用了3種本地類，分別實現“唯讀，唯寫，可讀寫”三種屬性，用宏封裝起來方便使用，請看下面的代碼：

// 取外部類執行個體指標(this)
//
outClass 外部類名
// localClassMem 本地類成員
#define OUTCLASS_THIS(outClass,
localClassMem) ((outClass*)((unsigned char*)this - offsetof(outClass,
localClassMem)))// 屬性定義宏
// cls
定義屬性的類
// type 屬性的類型
// propname 屬性名稱
// getter 讀函數
// setter
寫函數
#define PROPERTY_R(cls, type, propname, getter) /
    class
property_##getter /
    { /
    public: /
        operator type ()
/
        { /
            return OUTCLASS_THIS(cls,
propname)->getter(); /
        } /
    } propname
 #define PROPERTY_W(cls, type, propname, setter) /
    class
property_##setter /
    { /
    public: /
        property_##setter
&operator = (const type& value) /
        { /
           
OUTCLASS_THIS(cls, propname)->setter(value); /
            return *this;
/
        } /
    } propname 
 #define PROPERTY_RW(cls, type, propname, getter, setter) /
   
class property_##getter_##setter /
    { /
    public: /
       
operator type () /
        { /
            return OUTCLASS_THIS(cls,
propname)->getter(); /
        } /
        property_##getter_##setter
&operator = (const type& value) /
        { /
           
OUTCLASS_THIS(cls, propname)->setter(value); /
            return *this;
/
        } /
    } propname

有了這幾個宏，就可以寫一個測試類別來看看結果了：

class Test
{
public:
    PROPERTY_R(Test, int,
ValueR, GetValueR);
    PROPERTY_W(Test, float, ValueW, SetValueW);
    PROPERTY_RW(Test, bool,
ValueRW, GetValueRW, SetValueRW);

    Test():
mValueR(100), mValueW(0),
mValueRW(false)
    {
    }
    int GetValueR()
    {
        return mValueR;
    }
    void SetValueW(const float
value)
    {
        mValueW =
value;
    }
    bool
GetValueRW()
    {
        return
mValueRW;
    }
    void
SetValueRW(bool
value)
    {
        mValueRW =
value;
    }
private:
    int
mValueR;
    float mValueW;
    bool mValueRW;
};

int _tmain(int
argc, _TCHAR* argv[])
{
    Test
test;
    int v = test.ValueR;
    cout<<v<<endl;
    test.ValueW = 1.0f;
    test.ValueRW
= true;
    cout<<test.ValueRW<<endl;

    return 0;
}

基本上可以滿足要求了，內部類沒有成員，一個類只佔一個位元組，比之前面的要節省得多。儘管用標準文法可以實現“屬性”，但仍有一些不足之處，首先是屬性若傳入有可變參數的函數時會有問題，如下面：

printf("%d",
test.ValueR);

編譯器識別不出可變參數的具體類型，因此ValueR並沒有預設轉換為int，要這樣寫才正確：

printf("%d",
(int)test.ValueR);

另外一個問題是“數組屬性”如何?，至少我沒有找到更好的辦法，若哪位朋友有好的辦法，不訪分享出來。 如果你確定你的代碼只會運行在Windows上，並且只用VC作為編譯器，那麼就可以用第二種實現。微軟提供了property關鍵字用來支援屬性機制，編譯器會自動將屬性替換為Get或Set函數，這樣一來屬性就根本不佔用任何空間，也沒有任何調用開銷。下面同樣封裝了幾個宏，不僅實現了普通屬性，也實現了數群組類型的屬性：

# define PROPERTY_R(type, propname, getter)
__declspec(property(get=getter)) type
propname 
# define PROPERTY_W(type, propname, setter)
__declspec(property(put=setter)) type
propname
# define PROPERTY_RW(type, propname, getter, setter)
__declspec(property(get=getter, put=setter)) type propname
# define PROPERTY_ARRAY_R(type, propname, getter)
__declspec(property(get=getter)) type
propname[]
# define PROPERTY_ARRAY_W(type, propname, getter)
__declspec(property(put=setter)) type
propname[]
# define PROPERTY_ARRAY_RW(type, propname, getter, setter)
__declspec(property(get=getter, put=setter)) type propname[]

有了編譯器的支援，事情的確簡單得多了。