C++之RTTI機制
RTTI簡介
RTTI（Runtime Type Indentification） 即運行階段類型識別。這是 C++新引進的特性之一。RTTI旨在為程序在運行階段確定對象的類型提供一種標(biāo)準(zhǔn)方式。
這RTTI聽起來是不是有點java中反射的味道？大差不差...
在C++中，只有類中包含了虛函數(shù)時才會啟用RTTI機制，也就是當(dāng)存在多態(tài)時才會存在RTTI機制，因為不存在多態(tài)的話在編譯階段既可以確定類型信息。
運行時類型識別（RTTI）功能主要由以下兩個運算符實現(xiàn)：
- typeid運算符，用于返回表達式的類型
- dynamic_cast運算符，用于將基類的指針或引用安全地轉(zhuǎn)換成派生類的指針
RTTI與dynamic_cast
我們知道C++中的多態(tài)是基于虛函數(shù)的方式實現(xiàn)的，而含有虛函數(shù)的類都會有一個對應(yīng)的虛函數(shù)表，而這個虛函數(shù)表會存有相關(guān)類型的type_info的地址， 因而可以說dynamic_cast為RTTI的一個應(yīng)用。
因為dynamic_cast使用RTTI，所以它在轉(zhuǎn)換的過程中是可靠的，只有進行轉(zhuǎn)換的指針確實是指向指定的類型時才會轉(zhuǎn)換成功，否則就會轉(zhuǎn)換失敗，返回空指針。
例如以下的例子，第27行和第28行通過new不同的對象類型，會影響到第29行dynamic_cast的轉(zhuǎn)換結(jié)果：
#include <iostream>
class Base {
public:
Base(){
}
virtual ~Base() {
}
virtual void f(){
std::cout << "Base f" << std::endl;
}
};
class Derived :public Base {
public:
Derived(){
}
virtual ~Derived() {}
void f() override{
std::cout << "Derived f" << std::endl;
}
};
int main() {
// Base *base = new Base;
Base *base = new Derived;
Derived *derived = dynamic_cast<Derived*>(base);
if(nullptr != derived){
derived->f();
} else{
std::cout << "dynamic_cast null" << std::endl;
}
return 0;
}RTTI與typeid
typeid當(dāng)作用于指針時，返回的結(jié)果是該指針的靜態(tài)編譯時類型。typeid當(dāng)作用于指針時，該指針必須是有效的，若是空指針，將返回bad_typeid異常。
typeid 運算符返回一個對type_info對象的引用，其中，type_info是在頭文件 typeinfo 中定義的一個類。type_info類重載了==和 != 運算符，以便可以使用這些運算符來對類型進行比較。
通過typeid 運算符我們就可以判斷一個指針指向的真實類似是否是派生類：
#include <iostream>
class Base {
public:
Base(){
}
virtual ~Base() {
}
virtual void f(){
std::cout << "Base f" << std::endl;
}
};
class Derived :public Base {
public:
Derived(){
}
virtual ~Derived() {}
void f() override{
std::cout << "Derived f" << std::endl;
}
};
int main() {
std::vector<Base*> vec;
vec.emplace_back(new Base);
vec.emplace_back(new Derived);
for (auto base: vec) {
std::cout << "clase Name:" << typeid(*base).name() << std::endl;
if(typeid(*base) == typeid(Derived)){
std::cout << "base的運行類型是Derived" << std::endl;
} else{
std::cout << "base的運行類型是Base" << std::endl;
}
// 調(diào)用f函數(shù)驗證一下上面的打印是否正確
base->f();
}
return 0;
}運行結(jié)果打?。?/p>
RTTI運行結(jié)果打印
需要注意的是以上實例代碼的第31和第32行，對于typeid運算符，typeid(*base)和typeid(base)它們得到的結(jié)果是不同的， typeid(*base)才能正確獲得指針的類型。因為*base是指針的真實數(shù)據(jù)內(nèi)容，而base只是一個指針。
按照這個原理表達式typeid(base)獲得的類型永遠是Base的指針，即使指針base指向的可能是派生類Derived，但typeid(base)也無法獲得正確的類型， 務(wù)必要使用typeid(*base)。
