C++的RTTI(dynamic_cast与typeid)

    看书随记

RTTI(Run-time Type Information)提供啦dynamic_cast与typeid两个运算符，以获取该对象的类型信息。

1.dynamic_cast

类之间继承关系存在一个事实，任何一个派生类对象可以被当做基类对象用，所以我们可以想上转换（upcast）来指向基类。

而dynamic_cast恰好相反，试图将一个指向基类的指针转换为指向派生类的指针（downcast）。成功返回指向目标类型的指针，失败返回NULL指针。在C++中，多态类必须有虚函数，dynamic_cast 只能用于多态类，否则编译器会报错。

dynamic_cast 也适用于引用，试图将一个基类的引用转换为派生类的引用，由于没有NULL引用，所以转换失败会抛出一个std::bad_cast的异常。

2.typeid

typeid返回一个对象所属类型的信息，而对应的详细内容则封装在type_info里。下面是type_info的声明。

class type_info {

private:

type_info(const type_info&); // 程序员无法定义，无法复制，只能通过typeid来获得一个对象

type_info& operator=(const type_info&);

public:

virtual ~type_info();

int opertor==(const type_info&) const;

int opertor!=(const type_info&) const;

int before(const type_info&) const;  //按照某种规则排序

const char*name() const; //返回类型名

}

#include <type_info>   //用typeid必须包含

......

class B_np{

int f() {}

};

classD_np : public B_np{};

class B{ virtual int f() {return 0;} };

class D: public B{};

int main()

{

double d;

B_np *p1 = new D_np;

cout<<typeid(d).name()<<endl;// double  

cout<<typeid(*p1).name()<<endl; //class B_np     对于非多态类，被定义什么类型，typeid就返回什么类型，即便实际类型是派生类

B *p2 = new D;

cout<<typeid(*p2).name()<<endl; //class D

cout<<typeid(p2).name()<<endl; //class B*

delete p1; delete p2;

}

注意：无论基类是否为多态类，指向这个基类的指针本身是一个基本类型，当用typeid球去这种指针的类型信息，返回指针本身的类型信息，和该指针所指对象没有关系。

那么对于非多态类，typeid为什么不求解对象的实际类型？因为C++对性能的追求，对于每个多态类，会在内存中创建一个虚表。除了存放该类的虚函数地址，虚表还存了一个指针，指向该类的type_info对象。该类的每个对象都有一个虚指针指向该虚表，依靠这些数据结构就可以实现运行多态。

总结，dynamic_cast和typeid对于多态类都能预期工作，而非多态类dynamic_cast不适用，typeid需谨慎。