C++ RTTI

一，RTTI（Runtime  Type  Identification）的用途

假设有一个类层次结构，其中的类都是从同一个基类派生而来的，则可以让基类指针指向其中任何一个类的对象。这样便可以调用这样一个函数：在处理一些信息后，选择一个类，并创建这种类型的对象，然后返回它的地址，而该地址可以被赋为基类指针。如何知道指针指向的是哪种类型的对象呢？

在回答这个问题之前，先考虑为何要知道类型。可能希望调用类方法的正确版本，在这种情况下，这要该函数是类层次结构中所有成员都拥有的虚函数，则并不真正需要知道对象的类型。但派生类可能包含不是派生而来的方法，在这种情况下，只有某些类型的对象可以使用该方法。对于这种情况，RTTI提供了解决方案。

注意： 只能将RTTI用于包含虚函数的类层次结构，原因在于只有对于这种层次结构，才应该将派生类对象的地址赋给基类指针。

二，RTTI的工作原理

C++ 有三个支持RTTI的元素

a，dynamic_cast

1，dynamic_cast的作用与语法

dynamic_cast运算符将使用一个指向基类的指针来生成一个指向派生类的指针，用来执行"安全向下类型转换"，也就是用来决定某对象是否属于某继承体系中的某个类。通常，想知道类型的原因在于：知道类型后，就可以知道调用特定的方法是否安全。例如，有下面的类继承体系：

class Grand{...};class Superb : public Grand{...};class Magnificent : public Superb{...};

首先，看下dynamic_cast的语法。该运算符的用法如下，其中pg指向某个对象：

Superb *pb = dynamic_cast<Superb *>(pg);

这提出了这样的问题：指针pg的类型是否可以安全地转换为Superb *？如果可以，运算符将返回对象的地址，否则返回一个空指针。通常，如果指向的对象（*pt）的类型为Type或者是从Type直接或间接派生而来的类型，则下面的表达式将指针（*pt）转换为Type类型的指针。

dynamic_cast<Type *>(pt);

2，使用dynamic_cast来检查是否可以进行安全类型转换

class Grand{public:    virtual void speak(){        cout<<"Grand Speak"<<endl;    }};class Superb : public Grand{public:    virtual void speak(){        cout<<"Superb Speak"<<endl;    }    virtual void say(){        cout<<"Superb say"<<endl;    }};class Magnificent : public Superb{public:    void speak(){        cout<<"Magnificent Speak"<<endl;    }    void say(){        cout<<"Magnificent say"<<endl;    }};

上面定义了三个类，Grand、Superb、Magnificent。Grand类定义了虚函数speak()，而其它的类都继承了该虚函数。Superb类定义了一个虚函数say()，而Magnificent也重新定义了它。程序定义了getOne()函数，该函数随机创建这三种类中某个类的对象。然后将对象的地址作为Grand*指针返回，循环将返回的指针赋给Grand*变量pg，然后使用pg调用speak()函数。因为这个函数是虚函数，所以代码能够正确调用指向的对象的speak()版本。如下：

Grand *pg;for(int i = 0; i < 5; i ++){    pg = getOne();    pg->speak();}

但是不能用相同的方式来调用say()函数，因为Grand类没有定义say()函数。然而，可以使用dynamic_cast运算符来检测是否可以安全地将pg转换为Superb类型指针。如果pg指向的对象的实际类型为Superb或Magnificent，则可以安全类型转换。在这两种情况下，都可以安全调用say()函数。

Grand *pg;Superb *ps;for(int i = 0; i < 5; i ++){    pg = getOne();    if(ps = dynamic_cast<Superb *>(pg)){        ps->say();    }}

b，typeid

1，typeid运算符的语法与作用

typeid运算符能够确定两个对象是否是同种类型。它接受两个参数，一是类名，二是结果为对象的表达式。typeid运算符返回一个type_info对象的引用，其中type_info是在头文件typeinfo中定义的一个类。type_info类重载了==和!=运算符，以便于使用这些运算符对类型进行比较。

2，typeid运算符的使用

typeid(Magnificent) == typeid(*pg);

如果pg指向的是一个Magnificent对象，则上面表达式的结果为true，否则为false。如果pg是一个空指针，程序将引发bad_typeid异常。

c，type_info

1，type_info的语法与作用

type_info的实现随厂商而异，但包含一个name()成员，该函数返回一个随实现而异的字符串，通常是类的名称。

2，type_info的使用

cout<<typeid(*pg).name()<<endl;