Extensions for reflection

C++反射扩展技术规范（ISO/IEC TS 23619:2021）规定了核心语言的修改，并定义了本页所列的C++标准库新组件。

反射技术规范基于 C++20 标准（除概念定义采用 概念技术规范 风格进行规定外）。

核心语言变更

reflexpr 说明符

一个 反射表达式说明符 的形式为 reflexpr ( 反射表达式操作数 ) ，用于指定元对象类型（详见下文）。

reflexpr-operand 可以是以下之一：

其中 function-call-expression 是

和 functional-type-conv-expression 是执行 显式转换 的以下类型表达式：

reflexpr-说明符 的操作数应为 类型 、 命名空间 、 枚举项 、变量、 数据成员 、 函数形参 、 被捕获实体 、 函数调用表达式 或 函数式类型转换表达式 ，以及带括号的表达式。 reflexpr ( :: ) 反映全局命名空间。

对于形式为 ( 表达式 ) 的 反射操作数 ，该 表达式 应为（可能带多重括号的） 函数调用表达式 或 函数类型转换表达式 。

如果一个未加括号的操作数既可以被视为 类型标识 又可以被视为 函数式类型转换表达式 ，则将其视为 类型标识 。括号可用于消除函数式转换与 类型标识 之间的歧义。例如，对于具有默认构造函数的类类型 X ， reflexpr ( X ( ) ) 反映的是函数类型 X ( ) ，而 reflexpr ( ( X ( ) ) ) 反映的是表达式 X ( ) 。

如果操作数同时指定了别名和类名，由reflexpr说明符表示的类型将反映该别名并满足 reflect::Alias 要求。

如果操作数指定了一个名称，其声明位于块作用域内，且该命名实体既未被捕获也不是函数参数，则程序非良构。

元对象类型

一个 元对象类型 是未命名的、不完整的命名空间作用域类类型。当且仅当某个类型是元对象类型时，它满足概念 reflect::Object 。根据 reflexpr 的操作数不同，元对象类型可能满足其他概念。

对同一操作数重复应用 reflexpr 是否产生相同类型或不同类型是未指定的。若元对象类型反映不完整类类型，则无法应用某些类型转换操作。

元对象类型允许通过类型特征或类型转换来检查 reflexpr 操作数的某些属性。

重载解析

如果 函数调用表达式 的 后缀表达式 具有类类型，即 函数调用表达式 e ( args ) 中的 e 具有类类型，则不应使用该 后缀表达式 （ e ）类型的 用户定义转换函数 。

如果 后缀表达式 不是类类型，它必须命名一个作为重载解析唯一结果的函数。

struct Functor
{
    void operator()(int) const;
    using fptr_t = void(*)(std::nullptr_t);
    operator fptr_t() const;
};
using Meta0 = reflexpr(Functor{}(0));          // 正确
// using Meta1 = reflexpr(Functor{}(nullptr)); // 错误：使用了转换函数

反射相关

一个 别名 是通过 typedef 声明、 别名声明 或 using声明 引入的名称。

若实体或别名 B 与实体或别名 A 存在反射关联，当满足以下条件时：

1. A 与 B 是同一实体或别名，
2. A 是变量或枚举项且 B 是 A 的类型，
3. A 是枚举类型且 B 是 A 的底层类型，
4. A 是类且 B 是 A 的成员或基类，
5. A 是命名 B 实体的非模板别名，
6. A 不是全局命名空间且 B 是 A 的外围类或命名空间，
7. A 是带括号表达式 ( B )，
8. A 是闭包类型 B 的 lambda 捕获，
9. A 是 lambda 捕获 B 的闭包类型，
10. B 是由 functional-type-conv-expression A 指定的类型，
11. B 是通过重载解析为 function-call-expression A 选定的函数，
12. B 是函数 A 的返回类型、参数类型或函数类型，或
13. B 与实体或别名 X 存在反射关联，且 X 与 A 存在反射关联。

反射关系具有自反性和传递性，但不具备对称性。

非正式地说， B 与 A 存在反射关联的情况意味着 B 参与了 A 的声明或定义。

对由 reflexpr-specifier 表示的类型进行零次或多次连续的类型转换（这些转换产生元对象类型），可以检查与操作数具有反射关联的实体和别名；这样的元对象类型被称为反映相应的反射关联实体或别名。

struct X;
struct B
{
    using X = ::X;
    typedef X Y;
};
struct D : B
{
    using B::Y;
};
// 只有 ::X，而非 B::X 或 B::Y 与 D::Y 存在反射关联

杂项

• 用作 reflexpr-operand 的表达式是 未求值表达式 且属于 潜在常量求值 。
• 为确定通过捕获默认方式 在 lambda 表达式中捕获的变量 时， reflexpr 操作数不被视为未求值操作数。
• 通过元对象类型 T 反射的静态 存储期 函数或变量会被特化 std :: experimental :: reflect :: get_pointer < T > 进行 odr-use ，其方式类似于通过取命名该函数或变量的标识表达式地址。
• 元对象类型可以存在多个定义，只要对该类型的所有操作产生相同的常量表达式结果即可。
• 若类型由 reflexpr 说明符表示且其操作数满足以下条件，则该类型为 依赖类型 ：
  • 是 类型依赖表达式 ，或是包含至少一个类型依赖直接子表达式的（可能带括号的） functional-type-conv-expression ，或
  • 指代依赖类型、 未知特化 的成员或 值依赖常量表达式 。

关键词

reflexpr

预定义功能测试宏

库支持

概念

元对象操作

库特性测试宏

概念满足性

下表列出了反映操作数的元对象类型是否满足反射技术规范引入的概念。

如果形式为标识表达式的操作数是一个常量表达式，那么由 reflexpr 说明符指定的类型也满足 reflect::Constant 。

如果 reflexpr 操作数指向类成员，则 reflexpr 说明符所表示的类型同样满足 reflect::RecordMember 。

参见