运行时类型识别

Posted 2021-02-11 joezzz

1.RTTI

1）运行时类型识别RTTI（Run-Time Type Identification），它能够获取基类指针或引用所指向的对象的实际类型，在C++中，为了支持RTTI提供了两个运算符：typeid和dynamic_cast

2）

2.dynamic_cast

2.1概念

1）dynamic_cast运算符用于将基类的指针或引用安全地转换成派生类的指针或引用，这是安全的“向下转型”，至于“向上转型”，即派生类指针或引用转换为其基类指针或引用，本身就是安全的，尽管可以使用dynamic_cast进行转换，但这是没必要的， 普通的转换已经可以达到目的，毕竟使用dynamic_cast是有开销的

2）dynamic_cast使用形式：dynamic_cast<type*>(expression)

　　dynamic_cast<type&>(expression)

　　dynamic_cast<type&&>(expression)　　　//右值引用

其中type必须是一个类类型，并且通常具有虚函数，否则编译会报错

2.2实例

　　对于“向下转型”有两种情况。一种是基类指针所指对象是派生类类型的，这种转换是安全的；另一种是基类指针所指对象为基类类型，在这种情况下dynamic_cast在运行时做检查，转换失败，抛出bad_cast异常，返回结果为0：

class Base {
public:
    Base() {};
    virtual void Show() { cout << "This is Base calss"; }
};

class Derived :public Base {
public:
    Derived() {};
    void Show() { cout << "This is Derived class"; }
};

int main()
{
    //第一种情况，转换成功
    Derived d;
    Base& base1 =d;
    Derived& der1 = dynamic_cast<Derived&>(base1);
    cout << "第一种情况：";
    der1.Show();
    cout << endl;

    //第二种情况
    Base b;
    Base &base2 = b;
    cout << "第二种情况：";
    try {
        Derived & der2 = dynamic_cast<Derived&>(base2);
    }
    catch (bad_cast)
    {
        cout << "转化失败,抛出bad_cast异常" << endl;
    }

    return 0;
}

 

3.typeid

3.1概念

1）typeid运算符用于返回表达式的类型

2）typeid使用形式：typeid(expression)；

　　如果表达式的类型是类且至少包含有一个虚函数，则typeid返回表达式的动态类型，需要在运行时计算；否则，typeid操作符返回表达式的静态类型，在编译时就可以计算

3）typeid运算符的返回值是type_info类的引用，ype_info类在头文件typeinfo中定义

4）type_info类提供了public虚析构函数，以使用户能够用其作为基类。它的默认构造函数和拷贝构造函数及赋值操作符都定义为private，所以不能定义或复制type_info类的对象，程序中创建type_info对象的唯一方法是使用typeid运算符

3.2实例

class Base {};
class Derived: public Base {};

int main()
{
    Base b, *pb;
    pb = NULL;
    Derived d;

    cout << typeid(int).name() << endl
         << typeid(unsigned).name() << endl
         << typeid(long).name() << endl
         << typeid(unsigned long).name() << endl
         << typeid(char).name() << endl
         << typeid(unsigned char).name() << endl
         << typeid(float).name() << endl
         << typeid(double).name() << endl
         << typeid(string).name() << endl
         << typeid(Base).name() << endl
         << typeid(b).name()<<endl
         << typeid(pb).name()<<endl
         << typeid(Derived).name() << endl
         << typeid(d).name()<<endl
         << typeid(type_info).name() << endl;
         
    return 0;
}

VS和GCC的结果：

class Base {};
class Derived : public Base {};

int main()
{
    Base b, *pb;
    pb = NULL;
    Derived d;
    Base* pb2 = new Derived;//向上转型是安全的
    Base& b2 = d;
    Base* pb3 = &d;
    cout << typeid(pb2).name() << endl//输出Base *
        << typeid(b2).name() << endl //输出Base，b2是一个类的引用，但这个类没有虚函数
        << typeid(pb3).name() << endl//输出Base *，pb3是一个指针
        << typeid(*pb3).name() << endl;//输出Base，*pb3是一个类，但这个类没有虚函数

    return 0;
}

现在对Base加上一个虚函数：

class Base {
public:
    virtual void f() {}
};
class Derived : public Base {};

int main()
{
    Base b, *pb;
    pb = NULL;
    Derived d;
    Base* pb2 = new Derived;//向上转型是安全的
    Base& b2 = d;
    Base* pb3 = &d;
    cout << typeid(pb2).name() << endl//输出Base *，pb2是一个指针，不是类对象
        << typeid(b2).name() << endl //输出Derived，b2是一个基类的引用，这个类有虚函数，返回动态类型
        << typeid(pb3).name() << endl//输出Base *，pb3是一个指针，不是类对象
        << typeid(*pb3).name() << endl;//输出Derived，*pb3是一个类对象，这个类有虚函数，返回动态类型


    return 0;
}