C++中的RTTI机制

RTTI是”Runtime Type Information”的缩写，意思是运行时类型信息，它提供了运行时确定对象类型的方法。

1. typeid函数

1 对于c++的内置数据类型，typeid可以方便的输出它们的数据类型。

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;int main(){     short s = 2;     unsigned ui = 10;     int i = 10;     char ch = 'a';     wchar_t wch = L'b';     float f = 1.0f;     double d = 2;     cout<<typeid(s).name()<<endl; // short
     cout<<typeid(ui).name()<<endl; // unsigned int
     cout<<typeid(i).name()<<endl; // int
     cout<<typeid(ch).name()<<endl; // char
     cout<<typeid(wch).name()<<endl; // wchar_t
     cout<<typeid(f).name()<<endl; // float
     cout<<typeid(d).name()<<endl; // double

     return 0;
}

2 对于自己创建的类对象，依然可以输出它们的数据类型

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;class A{public:     void Print() { cout<<"This is class A."<<endl; }
};class B : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class B."<<endl; }
};struct C{
     void Print() { cout<<"This is struct C."<<endl; }
};int main(){
     A *pA1 = new A();
     A a2;     cout<<typeid(pA1).name()<<endl; // class A *
     cout<<typeid(a2).name()<<endl; // class A

     B *pB1 = new B();     cout<<typeid(pB1).name()<<endl; // class B *

     C *pC1 = new C();
     C c2;     cout<<typeid(pC1).name()<<endl; // struct C *
     cout<<typeid(c2).name()<<endl; // struct C

     return 0;
}

3 RTTI 核心

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;class A{public:     void Print() { cout<<"This is class A."<<endl; }
};class B : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class B."<<endl; }
};int main(){
     A *pA = new B();     cout<<typeid(pA).name()<<endl; // class A *
     cout<<typeid(*pA).name()<<endl; // class A
     return 0;
}

分析：

1. 我使用了两次typeid，但是两次的参数是不一样的；输出结果也是不一样的；当我指定为pA时，由于pA是一个A类型的指针，所以输出就为class A * ；

2. 当我指定*pA时，它表示的是pA所指向的对象的类型，所以输出的是class A；

3. 所以需要区分typeid(*pA)和typeid(pA)的区别，它们两个不是同一个东西；

但是，这里又有问题了，明明pA实际指向的是B，为什么得到的却是class A？

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;class A{public:     virtual void Print() { cout<<"This is class A."<<endl; }
};class B : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class B."<<endl; }
};int main(){
     A *pA = new B();     cout<<typeid(pA).name()<<endl; // class A *
     cout<<typeid(*pA).name()<<endl; // class B
     return 0;
}

划重点：
好了，我将Print函数变成了虚函数，输出结果就不一样了，这说明什么？

1. 这就是RTTI在捣鬼了，当类中不存在虚函数时，typeid是编译时期的事情，也就是静态类型，就如上面的cout<<typeid(*pA).name()<<endl;输出class A一样；

2. 当类中存在虚函数时，typeid是运行时期的事情，也就是动态类型，就如上面的cout<<typeid(*pA).name()<<endl;输出class B一样，关于这一点，我们在实际编程中，经常会出错，一定要谨记。

(这个真的很重要 一定要多看看 一个类里面有virutal 和没有virtual 对于编译器来说，做的事完全不同的事情，所有一定要看清楚这个类有没有virtual)

2. type_info类里面的比较运算符

使用type_info类中重载的==和!=比较两个对象的类型是否相等
这个会经常用到，通常用于比较两个带有虚函数的类的对象是否相等，例如以下代码：

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;class A{public:     virtual void Print() { cout<<"This is class A."<<endl; }
};class B : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class B."<<endl; }
};class C : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class C."<<endl; }
};void Handle(A *a){     if (typeid(*a) == typeid(A))
     {          cout<<"I am a A truly."<<endl;
     }     else if (typeid(*a) == typeid(B))
     {          cout<<"I am a B truly."<<endl;
     }     else if (typeid(*a) == typeid(C))
     {          cout<<"I am a C truly."<<endl;
     }     else
     {          cout<<"I am alone."<<endl;
     }
}int main(){
     A *pA = new B();
     Handle(pA);     delete pA;
     pA = new C();
     Handle(pA);     return 0;
}

这是一种用法，呆会我再总结如何使用dynamic_cast来实现同样的功能。

3. dynamic_cast机制

使用dynamic_cast 机制来实现上述的代码（dynamic_cast 是一种很常用的方法）

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;class A{public:     virtual void Print() { cout<<"This is class A."<<endl; }
};class B{public:     virtual void Print() { cout<<"This is class B."<<endl; }
};class C : public A, public B
{public:     void Print() { cout<<"This is class C."<<endl; }
};int main(){
     A *pA = new C;     //C *pC = pA; // Wrong 编译器会提示错误
     C *pC = dynamic_cast<C *>(pA);     if (pC != NULL)
     {
          pC->Print();
     }     delete pA;
}

在上面代码中，如果我们直接将pA赋值给pC，这样编译器就会提示错误，而当我们加上了dynamic_cast之后，一切就ok了。那么dynamic_cast在后面干了什么呢？
dynamic_cast主要用于在多态的时候，它允许在运行时刻进行类型转换，从而使程序能够在一个类层次结构中安全地转换类型，把基类指针（引用）转换为派生类指针（引用）。

当类中存在虚函数时，编译器就会在类的成员变量中添加一个指向虚函数表的vptr指针，每一个class所关联的type_info object也经由virtual table被指出来，通常这个type_info object放在表格的第一个slot。当我们进行dynamic_cast时，编译器会帮我们进行语法检查。如果指针的静态类型和目标类型相同，那么就什么事情都不做；否则，首先对指针进行调整，使得它指向vftable，并将其和调整之后的指针、调整的偏移量、静态类型以及目标类型传递给内部函数。其中最后一个参数指明转换的是指针还是引用。两者唯一的区别是，如果转换失败，前者返回NULL，后者抛出bad_cast异常。对于在typeid函数的使用中所示例的程序，我使用dynamic_cast进行更改，代码如下：

#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;class A{public:     virtual void Print() { cout<<"This is class A."<<endl; }
};class B : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class B."<<endl; }
};class C : public A
{public:     void Print() { cout<<"This is class C."<<endl; }
};void Handle(A *a){     if (dynamic_cast<B*>(a))
     {          cout<<"I am a B truly."<<endl;
     }     else if (dynamic_cast<C*>(a))
     {          cout<<"I am a C truly."<<endl;
     }     else
     {          cout<<"I am alone."<<endl;
     }
}int main(){
     A *pA = new B();
     Handle(pA);     delete pA;
     pA = new C();
     Handle(pA);     return 0;
}

这个是使用dynamic_cast进行改写的版本。实际项目中，这种方法会使用的更多点。

作者：zhaozhengcoder
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