对于RTTI机制的理解

前言
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。RTTI并不是什么新的东西，很早就有了这个技术，但是，在实际应用中使用的比较少而已。而我这里就是对RTTI进行总结，今天我没有用到，并不代表这个东西没用。学无止境，先从typeid函数开始讲起。
typeid函数
typeid的主要作用就是让用户知道当前的变量是什么类型的。举例：

#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;  }

对于C++支持的内建类型，typeid能完全支持，我们通过调用typeid函数，我们就能知道变量的信息。对于我们自定义的结构体，类呢？

#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;  }  

对于我们自定义的结构体和类，tpyeid都能支持。在上面的代码中，在调用完typeid之后，都会接着调用name()函数，可以看出typeid函数返回的是一个结构体或者类，然后，再调用这个返回的结构体或类的name成员函数；其实，typeid是一个返回类型为type_info类型的函数。那么，我们就有必要对这个type_info类进行总结一下，毕竟它实际上存放着类型信息。
type_info类
去掉那些该死的宏，在gcc中查看type_info类的定义如下：

class type_info  {  public:      virtual ~type_info();      bool operator==(const type_info& _Rhs) const; // 用于比较两个对象的类型是否相等      bool operator!=(const type_info& _Rhs) const; // 用于比较两个对象的类型是否不相等      bool before(const type_info& _Rhs) const;      // 返回对象的类型名字，这个函数用的很多      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 *);  }; 

ype_info类中，复制构造函数和赋值运算符都是私有的，同时也没有默认的构造函数；所以，我们没有办法创建type_info类的变量，例如type_info A;这样是错误的。那么typeid函数是如何返回一个type_info类的对象的引用的呢？我在这里不进行讨论，思路就是类的友元函数。

typeid函数的使用

1.使用type_info类中的name()函数返回对象的类型名称

#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;  }  

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 *；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；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呢？我们在看下一段代码：

#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; }  };  int main()  {       A *pA = new B();       cout<<typeid(pA).name()<<endl; // class A *       cout<<typeid(*pA).name()<<endl; // class B       return 0;  }  

好了，我将Print函数变成了虚函数，输出结果就不一样了，这说明什么？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<

#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;  }

dynamic_cast的内幕
在这篇《static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast总结》的文章中，也介绍了dynamic_cast的使用，对于dynamic_cast到底是如何实现的，并没有进行说明，而这里就要对于dynamic_cast的内幕一探究竟。首先来看一段代码:

#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;  }  

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;  }