摘要:
RTTI(Run-Time Type Identification)是面向對象程序設計中一種重要的技術。現行的C++標準對RTTI已經有了明確的支持。不過在某些情況下出于特殊的開發需要,我們需要自己編碼來實現。本文介紹了一些關于RTTI的基礎知識及其原理和實現。
RTTI需求:
和很多其他語言一樣,C++是一種靜態類型語言。其數據類型是在編譯期就確定的,不能在運行時更改。然而由于面向對象程序設計中多態性的要求,C++中的指針或引用(Reference)本身的類型,可能與它實際代表(指向或引用)的類型并不一致。有時我們需要將一個多態指針轉換為其實際指向對象的類型,就需要知道運行時的類型信息,這就產生了運行時類型識別的要求。
C++對RTTI的支持:
C++提供了兩個關鍵字typeid和dynamic_cast和一個type_info類來支持RTTI:
dynamic_cast操作符:它允許在運行時刻進行類型轉換,從而使程序能夠在一個類層次結構安全地轉換類型。dynamic_cast提供了兩種轉換方式,把基類指針轉換成派生類指針,或者把指向基類的左值轉換成派生類的引用。見下例講述:
void company::payroll(employee *pe) {
//對指針轉換失敗,dynamic_cast返回NULL
if(programmer *pm=dynamic_cast(pe)){
pm->bonus();
}
}
void company::payroll(employee &re) {
try{
//對引用轉換失敗的話,則會以拋出異常來報告錯誤
programmer &rm=dynamic_cast(re);
pm->bonus();
}
catch(std::bad_cast){
}
}
這里bonus是programmer的成員函數,基類employee不具備這個特性。所以我們必須使用安全的由基類到派生類類型轉換,識別出programmer指針。
typeid操作符:它指出指針或引用指向的對象的實際派生類型。
例如:
employee* pe=new manager;
typeid(*pe)==typeid(manager) //true
typeid可以用于作用于各種類型名,對象和內置基本數據類型的實例、指針或者引用,當作用于指針和引用將返回它實際指向對象的類型信息。typeid的返回是type_info類型。
type_info類:這個類的確切定義是與編譯器實現相關的,下面是《C++ Primer》中給出的定義(參考資料[2]中談到編譯器必須提供的最小信息量):
class type_info {
private:
type_info(const type_info&);
type_info& operator=( const type_info& );
public:
virtual ~type_info();
int operator==( const type_info& ) const;
int operator!=( const type_info& ) const;
const char* name() const;
};
實現目標:
實現的方案
方案一:利用多態來取得指針或應用的實際類型信息
這是一個最簡單的方法,也是作者目前所采用的辦法。
實現:
enum ClassType{
UObjectClass,
URectViewClass,
UDialogClass,
……
};
class UObject{
virtual char* GetClassName() const {
return "UObject";
};
virtual ClassType TypeOfClass(){
return UObjectClass;
};
};
class UDialog{
virtual char* GetClassName() const {
return "UDialog";
};
virtual ClassType TypeOfClass(){
return UDialogClass;
};
};
示例:
UObject po=new UObject;
UObject pr=new URectView;
UObject pd=new UDialog;
cout << "po is a " << po->GetClassName() << endl;
cout << "pr is a " << pr->GetClassName() << endl;
cout << "pd is a " << pd->GetClassName() << endl;
cout<TypeOfClass()==UObjectClass<