C++中的动态类型识别

2022-05-23 17:19:14

大家好，我是情报小哥~

1、所要解决的问题

在前面的相同专辑文章中，跟大家介绍过虚函数，其中提到了基类的指针可以指向派生类，同时基类的引用也可以成为派生类的别名。

比如是非常经典的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class Parent
{
 public:
  virtual void print(void)
  {
   cout<<"Parent print"<<endl;
  }
};


class Child: public Parent
{
 public:
  void print(void)
  {
   cout<<"child print"<<endl;
  }
};

void Test1(Parent *ptr)
{
    ptr->print();
}

void Test2(Parent& p)
{
    p.print();
}

int main(int argc, char** argv) {
 
    Child child;
    Parent parent;

    Test1(&child);
    Test1(&parent);
    
    Test2(child);
    Test2(parent);
   
    return ;
}

这样其输出的结果如下：

由于存在虚函数的重写，所以其函数调用都是跟随传入的对象类型，这就是多态；当然如果此例子中Parent类中的print没有virtual虚函数标识，则编译器会认为传入的就是父类指针，从而只会调用父类的成员。

而从Test1或者Test2对象内部看来并不能知道传参是子类型还是父类型：

void Test1(Parent *ptr)
{
    Child* ptrChild = (Child *)ptr;
 
    ptrChild->dosomething(); //调用派生类成员
}

如上代码如果传入的参数是子类对象，那么函数内部用子类类型指向该对象是正常运行的，但如果此时传入的是父类对象，而强制转化为子类指针来使用，则程序就有可能出现未知错误。

所以这里也引出来两个概念：静态类型与动态类型

静态类型：即编译期间所确定的变量类型；

动态类型：在运行过程中指针或者引用所指向对象的实际类型。

基于上面的风险，我们急需有一种手段来识别变量的动态类型，以进行相应的处理，我们通常叫其为:RTTI（Run-Time Type Identification，运行时类型识别)

2、进行动态类型识别的方法

进行动态类型识别的方法挺多的，比如利用多态对派生类进行相应ID的标识等等，不过推荐还是采用typeid的方式。

typeid关键字能够获得任意变量的类型信息，也是C++专门提供用于类型识别的方式。

那么下面我们就用一个例程在看看typeid如何使用的:

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

class Parent
{
 public:
  virtual void print(void)
  {
   cout<<"Parent print"<<endl;
  }
};


class Child: public Parent
{
 public:
  void print(void)
  {
   cout<<"child print"<<endl;
  }
  
  void dosomething(void)
  {
   cout<<"dosomething"<<endl;
  }
};

void Test1(Parent *ptr)
{

    if( typeid(*ptr) == typeid(Child) ) //具体使用方式 Child
    {
      Child* ptrChild = dynamic_cast<Child*>(ptr);

        cout<<"**Dynamic Type: "<<"Child"<<endl;
  ptrChild->dosomething();
        
    } 
    else if( typeid(*ptr) == typeid(Parent) ) //Parent
    {
        cout<<"**Dynamic Type: "<<"Parent"<<endl;
        ptr->print();
    }

}

void Test2(Parent& p)
{
    if( typeid(p) == typeid(Child) ) //具体使用方式 Child
    {
       Child& ptrChild = (Child&)p;

        cout<<"**Dynamic Type: "<<"Child"<<endl;
        ptrChild.dosomething();
        
    } 
    else if( typeid(p) == typeid(Parent) ) //Parent
    {
        cout<<"**Dynamic Type: "<<"Parent"<<endl;
        p.print();
    }
}

int main(int argc, char** argv) {
 
    Child child;
    Parent parent;

    Test1(&child);
    Test1(&parent);
    
    cout<<endl;
    
    Test2(child);
    Test2(parent);
    
    cout<<endl;
    
    const type_info& tparent = typeid(parent);
    const type_info& tchild = typeid(child);
 
    cout<<tparent.name()<<endl;
    cout<<tchild.name()<<endl;

    return ;
}