RTTI簡介

RTTI（Runtime Type Indentification） 即運(yùn)行階段類型識(shí)別。這是 C++新引進(jìn)的特性之一。RTTI旨在為程序在運(yùn)行階段確定對(duì)象的類型提供一種標(biāo)準(zhǔn)方式。

這RTTI聽起來是不是有點(diǎn)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(shí)才會(huì)啟用RTTI機(jī)制，也就是當(dāng)存在多態(tài)時(shí)才會(huì)存在RTTI機(jī)制，因?yàn)椴淮嬖诙鄳B(tài)的話在編譯階段既可以確定類型信息。

運(yùn)行時(shí)類型識(shí)別（RTTI）功能主要由以下兩個(gè)運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)：

• typeid運(yùn)算符，用于返回表達(dá)式的類型
• dynamic_cast運(yùn)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(shí)現(xiàn)的，而含有虛函數(shù)的類都會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)表，而這個(gè)虛函數(shù)表會(huì)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(gè)應(yīng)用。

因?yàn)閐ynamic_cast使用RTTI，所以它在轉(zhuǎn)換的過程中是可靠的，只有進(jìn)行轉(zhuǎn)換的指針確實(shí)是指向指定的類型時(shí)才會(huì)轉(zhuǎn)換成功，否則就會(huì)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(duì)象類型，會(huì)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(shí)，返回的結(jié)果是該指針的靜態(tài)編譯時(shí)類型。typeid當(dāng)作用于指針時(shí)，該指針必須是有效的，若是空指針，將返回bad_typeid異常。

typeid 運(yùn)算符返回一個(gè)對(duì)type_info對(duì)象的引用，其中，type_info是在頭文件 typeinfo 中定義的一個(gè)類。type_info類重載了==和 != 運(yùn)算符，以便可以使用這些運(yùn)算符來對(duì)類型進(jìn)行比較。

通過typeid 運(yùn)算符我們就可以判斷一個(gè)指針指向的真實(shí)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(yùn)行類型是Derived"  << std::endl;
        } else{
            std::cout << "base的運(yùn)行類型是Base"  << std::endl;
        }
        // 調(diào)用f函數(shù)驗(yàn)證一下上面的打印是否正確
        base->f();
    }
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果打?。?/p>

RTTI運(yùn)行結(jié)果打印

需要注意的是以上實(shí)例代碼的第31和第32行，對(duì)于typeid運(yùn)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?yàn)?base是指針的真實(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)容，而base只是一個(gè)指針。

按照這個(gè)原理表達(dá)式typeid(base)獲得的類型永遠(yuǎn)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)。