前言node
RTTI是」Runtime Type Information」的縮寫，意思是運行時類型信息，它提供了運行時肯定對象類型的方法。RTTI並非什麼新的東西，很早就有了這個技術，可是，在實際應用中使用的比較少而已。而我這裏就是對RTTI進行總結，今天我沒有用到，並不表明這個東西沒用。學無止境，先從typeid函數開始講起。ios
typeid函數編程
typeid的主要做用就是讓用戶知道當前的變量是什麼類型的，對於內置數據類型以及自定義數據類型都生效，好比如下代碼：安全
#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;
}
對於C++支持的內建類型，typeid能徹底支持，咱們經過調用typeid函數，咱們就能知道變量的信息。對於咱們自定義的結構體，類呢？函數
#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;
}
是的，對於咱們自定義的結構體和類，tpyeid都能支持。在上面的代碼中，在調用完typeid以後，都會接着調用name()函數，能夠看出typeid函數返回的是一個結構體或者類，而後，再調用這個返回的結構體或類的name成員函數；其實，typeid是一個返回類型爲type_info類型的函數。那麼，咱們就有必要對這個type_info類進行總結一下，畢竟它實際上存放着類型信息。ui
type_info類url
去掉那些該死的宏，在Visual Studio 2012中查看type_info類的定義以下：spa
class type_info
{
public:
virtual ~type_info();
bool operator==(const type_info& _Rhs) const; // 用於比較兩個對象的類型是否相等
bool operator!=(const type_info& _Rhs) const; // 用於比較兩個對象的類型是否不相等
bool before(const type_info& _Rhs) const;
// 返回對象的類型名字，這個函數用的不少
const char* name(__type_info_node* __ptype_info_node = &__type_info_root_node) const;
const char* raw_name() const;
private:
void *_M_data;
char _M_d_name[1];
type_info(const type_info& _Rhs);
type_info& operator=(const type_info& _Rhs);
static const char * _Name_base(const type_info *,__type_info_node* __ptype_info_node);
static void _Type_info_dtor(type_info *);
};
在type_info類中，複製構造函數和賦值運算符都是私有的，同時也沒有默認的構造函數；因此，咱們沒有辦法建立type_info類的變量，例如type_info A;這樣是錯誤的。那麼typeid函數是如何返回一個type_info類的對象的引用的呢？我在這裏不進行討論，思路就是類的友元函數。.net
typeid函數的使用指針
typeid使用起來是很是簡單的，經常使用的方式有如下兩種：
1.使用type_info類中的name()函數返回對象的類型名稱；
就像上面的代碼中使用的那樣；可是，這裏有一點須要注意，好比有如下代碼：
#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;
}
使用了兩次typeid，可是兩次的參數是不同的；輸出結果也是不同的；當我指定爲pA時，因爲pA是一個A類型的指針，因此輸出就爲class A *；當我指定*pA時，它表示的是pA所指向的對象的類型，因此輸出的是class A；因此須要區分typeid(*pA)和typeid(pA)的區別，它們兩個不是同一個東西；可是，這裏又有問題了，明明pA實際指向的是B，爲何獲得的倒是class A呢？咱們在看下一段代碼：
#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;
}
好了，我將Print函數變成了虛函數，輸出結果就不同了，這說明什麼？這就是RTTI在搗鬼了，當類中不存在虛函數時，typeid是編譯時期的事情，也就是靜態類型，就如上面的cout<<typeid(*pA).name()<<endl;輸出class A同樣；當類中存在虛函數時，typeid是運行時期的事情，也就是動態類型，就如上面的cout<<typeid(*pA).name()<<endl;輸出class B同樣，關於這一點，咱們在實際編程中，常常會出錯，必定要謹記。
2.使用type_info類中重載的==和!=比較兩個對象的類型是否相等
這個會常常用到，一般用於比較兩個帶有虛函數的類的對象是否相等，例如如下代碼：
#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;
}
這裏輸出的結果爲：
I am a B truly.
I am a C truly.
這是一種用法，呆會我再總結如何使用dynamic_cast來實現一樣的功能。
dynamic_cast的內幕
在這篇《static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast總結》的文章中，也介紹了dynamic_cast的使用，對於dynamic_cast究竟是如何實現的，並無進行說明，而這裏就要對於dynamic_cast的內幕一探究竟。首先來看一段代碼：
#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
C *pC = dynamic_cast<C *>(pA);
if (pC != NULL)
{
pC->Print();
}
delete pA;
}
這裏輸出爲：This is class C
在上面代碼中，若是咱們直接將pA賦值給pC，這樣編譯器就會提示錯誤，而當咱們加上了dynamic_cast以後，一切就ok了。那麼dynamic_cast在後面幹了什麼呢？
dynamic_cast主要用於在多態的時候，它容許在運行時刻進行類型轉換，從而使程序可以在一個類層次結構中安全地轉換類型，把基類指針（引用）轉換爲派生類指針（引用）。我在《COM編程——接口的背後》這篇博文中總結的那樣，當類中存在虛函數時，編譯器就會在類的成員變量中添加一個指向虛函數表的vptr指針，每個class所關聯的type_info object也經由virtual table被指出來，一般這個type_info object放在表格的第一個slot。當咱們進行dynamic_cast時，編譯器會幫咱們進行語法檢查。若是指針的靜態類型和目標類型相同，那麼就什麼事情都不作；不然，首先對指針進行調整，使得它指向vftable，並將其和調整以後的指針、調整的偏移量、靜態類型以及目標類型傳遞給內部函數。其中最後一個參數指明轉換的是指針仍是引用。二者惟一的區別是，若是轉換失敗，前者返回NULL，後者拋出bad_cast異常。對於在typeid函數的使用中所示例的程序，我使用dynamic_cast進行更改，代碼以下：
#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;
}
這裏輸出的結果爲： I am a B truly. I am a C truly.這個是使用dynamic_cast進行改寫的版本。實際項目中，這種方法會使用的更多點。