【C++】 66_C++ 中的类型识别

类型识别

• 在面向对象中可能出现下面的情况

  • 基类指针指向子类对象（赋值兼容性）
  • 基类引用成为子类对象的别名（赋值兼容性）

• 静态类型 - 变量（对象）自身的类型【编译期可确定】
• 动态类型 - 指针（引用）所指向对象的实际类型【运行时才可确定】

void test(Base* b)
{
    /** 危险的类型转换方式：无法确定实际指向的类型 */
    Derived* d = static_cast<Derived*>(b);
}

基类指针是否可以强制类型转换为子类指针取决于动态类型！

问题：
C++ 中如何得到动态类型呢？

动态类型识别

• 解决方案 - 利用多态

  1. 在基类中定义虚函数返回具体的类型信息
  2. 所有的派生类都必须实现类型相关的虚函数
  3. 每个类型中的类型虚函数都需要不同的实现

编程实验： 动态类型识别

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Base
{
public:
    virtual string type()
    {
        return "Base";
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    string type()
    {
        return "Derived";
    }
    
    void print()
    {
        cout << "I'm a Derived." << endl;
    }
};

class Child : public Base
{
public:
    string type()
    {
        return "Child";
    }
};

void test(Base* b)
{
    /** 危险的转换方式 */
    // Derived* d = static_cast<Derived*>(b);
    
    if( b->type() == "Derived" )
    {
        Derived* d = static_cast<Derived*>(b);
        
        d->print();
    }
    
    // cout << dynamic_cast<Derived*>(b) << endl;
}

int main()
{
    Base b;
    Derived d;
    Child c;
    
    test(&b);
    test(&d);
    test(&c);

    return 0;
}

输出：
I'm a Derived.

思考：dynamic_cast<Derived*>(b); 为什么不适用于这里呢？
dynamic_cast 可以判断是否转换成功，但无法识别指针实际指向的类型

• 多态解决方案的缺陷

  • 必须从基类开始提供类型虚函数
  • 所有的派生类都必须重写类型虚函数
  • 每个派生类的类型名必须唯一

可维护性不够友好

类型识别关键字

• C++ 提供了typeid 关键字用于获取类型信息

  • typeid 关键字返回对象参数的类型信息
  • typeid 返回一个 type_info 类对象
  • 当 typeid 的参数为 NULL 时将抛出一个异常

---

• typeid 关键字的使用

void code()
{
    int i = 0;
    
    const type_info& tiv = typeid(i);
    const type_info& tii = typeid(int);
    
    cout << (tiv == tii) << endl;
}

• typeid 的注意事项

  • 当参数为类型时： 返回静态类型信息

  • 当参数为变量时：

    • 不存在虚函数表 - 返回静态类型信息
    • 存在虚函数表 - 返回动态类型信息

编程实验： typeid 类型识别

#include <iostream>
#include <string>
#include <typeinfo>

using namespace std;

class Base
{
public:
    virtual ~Base()
    {
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    void print()
    {
        cout << "I'm a Derived." << endl;
    }
};

void test(Base* b)
{
    const type_info& tb = typeid(*b);
    
    cout << tb.name() << endl;
}

int main()
{
    int i = 0;
    
    const type_info& tiv = typeid(i);
    const type_info& tii = typeid(int);
    
    cout << (tiv == tii) << endl;

    Base b;
    Derived d;
    
    test(&b);
    test(&d);

    return 0;
}

输出【g++】
1
4Base
7Derived

输出【vc2010】
1
class Base
class Derived

输出【bcc】
1
Base
Derived

注意: typeid 虽然是 C++ 关键字，但在不同的编译器下有不同的行为。（不要做某些类型的假设）

小结

• C++ 中有静态类型和动态类型概念
• 利用多态能够实现对象的动态类型识别
• typeid 是专用于类型识别的关键字
• typeid 能够返回对象的动态类型信息

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！