Extensions for reflection

C++リフレクション拡張機能、ISO/IEC TS 23619:2021は、コア言語への変更を規定し、このページに記載されているC++標準ライブラリの新しいコンポーネントを定義します。

Reflection TSはC++20標準に基づいています（ただし、コンセプトの定義は Concepts TS のスタイルで規定されています）。

コア言語の変更

reflexpr-specifier

reflexpr-specifier は形式 reflexpr ( reflexpr-operand ) をとり、メタオブジェクト型を指定します（下記参照）。

reflexpr-operand は以下のいずれかになります:

where function-call-expression is

and functional-type-conv-expression は、以下の種類の式であり、 explicit cast を実行します：

reflexpr指定子のオペランドは、 型 、 名前空間 、 列挙子 、変数、 データメンバ 、 関数パラメータ 、 キャプチャされたエンティティ 、 function-call-expression または functional-type-conv-expression 、および括弧で囲まれた式でなければなりません。 reflexpr ( :: ) はグローバル名前空間を反映します。

reflexprオペランド が ( 式 ) の形式である場合、 式 は（複数の括弧で囲まれている可能性がある） function-call-expression または functional-type-conv-expression でなければならない。

括弧で囲まれていないオペランドが type-id または functional-type-conv-expression のいずれかとして扱える場合、それは type-id として扱われます。括弧を使用することで、関数形式キャストと type-id の間の曖昧性を解消できます。例えば、デフォルトコンストラクタを持つクラス型 X が与えられた場合、 reflexpr ( X ( ) ) は関数型 X ( ) を反映し、 reflexpr ( ( X ( ) ) ) は式 X ( ) を反映します。

被演算子がエイリアスとクラス名の両方を指定する場合、reflexpr指定子によって表される型はエイリアスを反映し、 reflect::Alias を満たします。

オペランドがブロックスコープ内で宣言された名前を指定し、かつその名前付きエンティティがキャプチャも関数パラメータでもない場合、プログラムは不適格です。

メタオブジェクト型

meta-object type は、名前のない不完全な名前空間スコープのクラス型です。型が reflect::Object コンセプトを満たすのは、それがmeta-object typeである場合に限ります。meta-object typeは、 reflexpr のオペランドに応じて他のコンセプトを満たす場合があります。

同じ被演算子に対して繰り返し reflexpr を適用した場合、同じ型が得られるか異なる型が得られるかは未規定です。メタオブジェクト型が不完全なクラス型を反映している場合、特定の型変換を適用することはできません。

meta-object型は、型特性または型変換を通じて、 reflexpr のオペランドの一部のプロパティの検査を可能にします。

オーバーロード解決

postfix-expression がクラス型である場合、すなわち function-call-expression 内の e が function-call-expression e ( args ) においてクラス型である場合、 postfix-expression の型（ e ）の user-defined conversion function は使用されてはならない。

postfix-expression がクラス型でない場合、それはオーバーロード解決の唯一の結果である関数を指定しなければならない。

struct Functor
{
    void operator()(int) const;
    using fptr_t = void(*)(std::nullptr_t);
    operator fptr_t() const;
};
using Meta0 = reflexpr(Functor{}(0));          // 正常
// using Meta1 = reflexpr(Functor{}(nullptr)); // エラー: 変換関数が使用された

リフレクション関連

alias は、 typedef 宣言、 alias-declaration 、または using-declaration によって導入される名前です。

エンティティまたはエイリアス B は、以下の場合にエンティティまたはエイリアス A に対して リフレクション関連 である

1. A と B が同一のエンティティまたはエイリアスである場合、
2. A が変数または列挙子であり、 B が A の型である場合、
3. A が列挙型であり、 B が A の基底型である場合、
4. A がクラスであり、 B が A のメンバーまたは基底クラスである場合、
5. A が非テンプレートエイリアスであり、エンティティ B を指定している場合、
6. A がグローバル名前空間ではなく、 B が A を囲むクラスまたは名前空間である場合、
7. A が括弧で囲まれた式 ( B ) である場合、
8. A がクロージャ型 B のラムダキャプチャである場合、
9. A がラムダキャプチャ B のクロージャ型である場合、
10. B が functional-type-conv-expression A によって指定される型である場合、
11. B が function-call-expression A に対するオーバーロード解決で選択された関数である場合、
12. B が関数 A の戻り値の型、パラメータ型、または関数型である場合、または
13. B がエンティティまたはエイリアス X に関連するリフレクションであり、 X が A に関連するリフレクションである場合。

反射関係は反射的かつ推移的ですが、対称的ではありません。

非公式に言えば、 B が A に対してリフレクション関連であるというケースは、 B が A の宣言または定義に参加していることを意味します。

reflexpr-specifier によって示される型に対して、メタオブジェクト型を生成する型変換をゼロ回以上連続して適用することで、オペランドに対してリフレクション関連するエンティティとエイリアスの検査が可能となる。このようなメタオブジェクト型は、対応するリフレクション関連エンティティまたはエイリアスを反映すると言われる。

struct X;
struct B
{
    using X = ::X;
    typedef X Y;
};
struct D : B
{
    using B::Y;
};
// ::XのみがD::Yとリフレクション関連であり、B::XやB::Yは関連しない

その他

• reflexpr-operand として使用される式は 未評価式 であり、 潜在的に定数評価される 式です。
• キャプチャデフォルトによる ラムダ式での変数キャプチャ の決定において、 reflexpr オペランドは未評価オペランドとは見なされません。
• 静的 記憶域期間 を持つ関数または変数がメタオブジェクト型 T によって反映される場合、その関数または変数は特殊化 std :: experimental :: reflect :: get_pointer < T > によって、関数または変数を指名するid-expressionのアドレスを取得するかのように odr-used されます。
• この型に対するすべての操作が同じ定数式の結果を生成する限り、メタオブジェクト型の定義は複数存在することができます。
• 型は、reflexpr指定子によって示され、かつオペランドが以下の場合に 依存型 となります：
  • 型依存式、または少なくとも1つの型依存の直接部分式を持つ（括弧で囲まれた可能性のある） functional-type-conv-expression である場合、または
  • 依存型、 未知の特殊化 のメンバー、または 値依存定数式 を指定する場合。

キーワード

reflexpr

事前定義機能テストマクロ

ライブラリサポート

コンセプト

メタオブジェクト操作

ライブラリ機能テストマクロ

コンセプトの充足

以下の表は、オペランドを反映するメタオブジェクト型がReflection TSで導入されたコンセプトを満たすかどうかを示しています。

形式id-expressionのオペランドが定数式である場合、reflexpr-specifierによって指定される型は reflect::Constant も満たします。

reflexprオペランドがクラスメンバを指定する場合、reflexpr指定子によって表される型は reflect::RecordMember も満たします。

関連項目