RTTI

概述

RTTI 是运行阶段类型识别（Runtime Type Identification）的简称，其目的是为程序在运行阶段确定对象的类型提供一种标准

也就是说，RTTI 的用途就是为了在程序运行期间确定对象的类型

RTTI 只能用于包含虚函数的类层次结构，原因在于只有一个继承体系当中含义虚函数，将派生类对象赋值给基类指针这件事才有意义（话说回来，没有虚函数直接把派生类对象赋值给基类指针真的好蠢啊，怎么会有人写出这种代码的）

RTTI 工作原理

C++ 有 3 个支持 RTTI 的元素

• dynamic_cast 运算符，用于确定两个指针之间的转型是否正确。正确的话返回指针地址，否则返回空指针
• typeid 运算符返回一个指出对象的类型的值
• type_info 结构存储了有关特定类型的信息

dynamic_cast 运算符

考虑下面这样一个类层次结构

class base {}
class derived : public base {}
class last : public derived {}

然后，我们创建三个指针

base* pb = new base;
base* pd = new derived;
base* pl = new last;

基类指针指向派生类对象，这很合理

接着，我们来看转型

last* p1 = (last*)pl;    //1
last* p2 = (last*)pb;    //2
derived* p3 = (last*)p1; //3

在讨论之前，我们需要明确一点：与讨论「指针指向的对象的类型」相比，讨论「指针转型是否安全」更有意义。

需要额外说明的是，只有那些指针类型与对象类型（或者对象的直接或间接基类的类型）相同的类型转换才是安全的

说人话就是，指针本身的类型要么与其指向对象的类型一致，要么其对象的类型是指针本身类型的派生类。除这两种情况以外的所有，转型都不安全

对于上面这个问题我们一个一个看

对于第一个，先将 pl 指针的类型从 base* 转成 last* ，然后再对 p1 进行赋值，而 p1 所指的对象就是原先 pl 所指的对象，即 last 类型，这与 p1 的类型相一致，这么做是安全的

对于第二个，同样是先将指针的类型进行转换，最后是 last* 类型的 p2 指针指向 derived 对象，出现了派生类指针指向基类对象，这么做是错误的

对于第三个，是先将 pl 指针转成 last* 类型，然后再对 derived* 类型的指针进行赋值。这么做并没有问题，因为派生类指针给基类指针赋值是正确的。最终的结果是 derived* 类型的指针指向一个 last 对象，这么做也是安全的

确认一个转型是否安全可以用 dynamic_cast 关键字，不过这东西速度很慢，最好不要用

这个关键字的语法是：

dynamic_cast<Type*>(pr);//这里的 pr 是指针

如果对象 *pr 的类型是 Type 或者从 Type 直接或间接派生过来，那么上面的语句将会把 pr 转成 Type* 类型，否则将会返回 nullptr

额外说明一点，这个语句是将指针的类型转换成某个特定的类型，往后的下一步往往是对指针进行赋值，所以应该这么写：

Type* pt = dynamic_cast<Type*>(pr);

除了指针，这个关键字还可以对引用使用，不过在引用里面没有类似于空指针的引用值，所以在转型失败的时候会抛出一个 bad_cast 异常。这个异常由 expression 类派生而来，它在头文件 typeinfo 当中定义

具体用法如下：

try
{
	Type& pt = dynamic_cast<Type&>(pr);
}
catch (bad_cast&)
{
	...
}

typeid 运算符和 type_info 类

typeid 运算符可以确定两个对象（不是指针）是否为同一种类型，它接收两种类型的参数：

• 类名
• 运算结果为对象的表达式

typeid 运算符会返回一个对 type_info 对象的引用，这个对象重载了 == 和 != ，使得可以直接作比较，即

if(typeid(Type) == typeid(*pt))
{
    ...
}

如果 pt 是一个空指针，那么会引发 bad_typeid 异常，用 catch 捕获就行

typeid 当中还有一个方法 name ，可以用字符串来显示类型

RTTI 确实会有一些效率方面的问题，但如果用同类型的多个 if else 和 typeid 来进行替代的话，效率会更低，所以还是建议使用 dynamic_cast