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C++特殊工具与技术之RTTI

类型识别分为两种:一种以编译时类型识别,一种是运行时类型识别

编译时类型识别:static_cast;

运行时类型识别(RTTI),C++通过下面连个操作符提供RTTi;

1)dynamic_cast操作符,将基类类型的指针或者引用安全地转换为派生类型的指针或者引用;

2)typeid操作符,返回指针或者引用所指对象的实际类型。

注意:若想要实现运行时类型识别,则要求其使用类型为 至少带有一个虚函数的类。对于其他类型,返回静态(即编译时)类型的信息。


为叙述方便,我们先把所用的类的代码写出,其中Animal为基类,Cat、Dog类为其派生类;

 1 class Animal 2 { 3     public: 4         virtual ~Animal(){ } 5         virtual void run() 6         { cout<< "test" << endl; } 7 }; 8  9 class Cat:public Animal10 {11     public:12         void run()13         { cout << "Cat..." << endl;  }14 };15 16 class Dog:public Animal17 {18     public:19         void run()20         {  cout << "Dog.." << endl; } 21 };

一、static_cast(静态类型转换)的示例代码如下:

 1 //static_cast发生在编译期间 2 #include <iostream> 3 #include <string> 4 #include <vector> 5 using namespace std; 6  7 int main(int argc, const char *argv[]) 8 { 9     Animal *base;10     Cat c;11     Dog d;12     base = &c;13 14     Cat *pc = static_cast<Cat*>(base);15     pc->run();//Cat... 16 17     Dog *pd = static_cast<Dog*>(base);18     pd->run();//Cat..打印的是实际指向的Cat对象19     return 0;20 }
注意:static_cast发生在编译期间,如果转化失败,那么会产生编译错误;若果编译成功,那么则转化成功。但是static_cast仍具有一定风险,尤其是向下塑形时。将Base*(基类指针)转化为Deriverd*(派生类指针)时,指针可以转化,但是指针未必指向Derived对象。


二、dynamic_cast(动态运行转换)示例代码如下:

转换引用:

//转换引用int main(int argc, const char *argv[]){    Cat c;    Dog d;    Animal &base = c;//引用时必须初始化    Cat &pc = dynamic_cast<Cat&>(base);    cout << &pc << endl;     //test_result 0xbfebb0    Dog &pd = dynamic_cast<Dog&>(base);    cout << &pd << endl;    //test_result  bad_cast 与指针不同    return 0;}


转换指针:

//转换指针
int
main(int argc, const char *argv[]){ Cat c; Dog d; Animal *base = &c; Cat *pc = dynamic_cast<Cat*>(base); cout << pc << endl; //打印指针的地址 //test_result oxbf94b98c Dog *pd = dynamic_cast<Dog*>(base); cout << pd << endl; //test_result 0 //转化未成功 return 0;}
注意:与dynamic_cast一起使用的指针必须是有效的--它必须为NULL,或者指向一个对象

dynamic_cast的具体实现:
1、dynamic_cast涉及运行时类型检查。如果绑定到引用或者指针的对象不是目标类型的对象 ,则dynamic_cast失败;

a)若是转换到指针类型 的dynamic_cast失败, 则dynamic_cast的结果为 0

b)若是转换到引用类型 的dynamic_cast失败, 则抛出一个 bad_cast类型的异常

步骤:dynamic_cast操作符一次执行两次操作;1:首先验证被请求的转换是否有效;2、在转换有效的情况下,操作符才实际进行转换。

 

C++primer 4th给出了使用dynamic_cast操作符的标准实践

//指针情况、if(Derived *derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr){    //转化成功}else{    //失败处理}

 

引用情况:

//引用情况try    {        const Derived &d = dynamic_cast<const Derived&>(b);        //成功情况    }    catch(bad_cast)    {        //失败处理    }

这段代码的逻辑是非常严密的:

Derived *derivedPtr 的作用域只存在于if语句中
不可能在dynamic_cast和测试转换结果之间插入代码,因此不可能在测试转换成功之前使用derivedPtr。


三、typeid运行时类型转换;

typeid的作用机制和dynamic_cast类似。示例代码如下:

 1 int main(int argc, const char *argv[]) 2 { 3     Cat c; 4     Dog d; 5     cout << typeid(string).name() << endl; 6     //类型名  7     cout << typeid(c).name() << endl;//3Cat 8     cout << typeid(d).name() << endl;//3Dog 9     Animal a;10     cout << typeid(a).name() << endl;//6Animal11     Animal *pa = &c;12     cout << typeid(*pa).name() << endl;//3Cat13 14     return 0;15 }
只有当typeid的操作数满足以下两个条件时,才返回动态类型信息,a)带有虚函数;b)是类类型的对象。另外,测试指针(相对于指针指向的对象)返回指针的静态的、编译时的类型。

 RTTI的实例:C++ RTTI的使用

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