c++的typeid关键字

1. typeid关键字的引入

  回顾c++的赋值兼容性原则，子类的对象在使用上可以被当做基类的对象，反过来则不可。具体表现在：
  (1) 子类的对象可以被赋值给基本对象
  (2) 指向基类的指针可以指向子类
  (3) 子类的对象可以初始化基类对象的引用

class BaseCls
{
public:
    //...

    virtual ~BaseCls()
    {}
};

class SubCls : public BaseCls
{
public:
    //...
};

void test_func(BaseCls* p)
{
    //将指针p强制转换为SubCls类型的指针
    SubCls *ps = static_cast<SubCls* >(p);
}

int main(void)
{
    BaseCls *pb = new SubCls();

    test_func(pb);

    delete pb;

    return 0;
}

  如上test_func()函数，在该函数的实现中，将基类类型p指针强制转换为子类类型指针，这是一种极为危险的操作:
  因为BaseCls类型的p指针既可以接收BaseCls类对象的地址，还可以接收SubCls对象的地址，子类是从父类继承而来，子类包含了父类的所有成员，但是将父类强制转为子类，那就意味着转换后的“子类”将含有一部分未知的成员。

  基类指针能否强制类型转换为子类指针取决于基类指向的类型，因为这个类型是在编译期间不能确定的，所以也称为动态类型。

  要让test_func()函数中的强制类型转换是安全的，也就是要判断动态类型为子类指针后才进行强制类型转换，如何判断？根据前面所学的多态可以实现：

class BaseCls
{
public:
    virtual std::string get_type()
    {
        return "BaseCls";
    }

    virtual ~BaseCls()
    {}
};

class SubCls : public BaseCls
{
public:
    virtual std::string get_type()
    {
        return "SubCls";
    }

    void print()
    {
        printf("Hello, SubCls!!n");    
    }

};

void test_func(BaseCls* p)
{
    if (p->get_type() == "SubCls")
    {
        SubCls* ps = static_cast<SubCls* >(p);
        ps->print();    
    }
    else
    {
        printf("transcription error!!n");
    }
}

int main(void)
{
    SubCls *ps = new SubCls();
    BaseCls *pb = new BaseCls();

    test_func(ps);  //打印Hello, SubCls!!
    test_func(pb);  //打印transcription error!!

    delete ps;
    delete pb;

    return 0;
}

  编译运行：

  利用类的多态，看似完美解决地实现识别动态类型功能，但是存在问题
  (1) 基类必须提供返回类型的虚函数，继承类必须重写基类的虚函数，这显然有点别扭
  (2) 在实际开发中，继承类可能是由他人写的，他人有可能遗忘重写基类返回类型的虚函数，那么将无法实现动态类型识别

  动态类型识别是一个重要功能，c++自然提供了关键字来实现，即typeid：

#include <typeinfo>
//...
void test_func(BaseCls* p)
{
    const std::type_info& type = typeid(*p);
    printf("type.name = %sn", type.name());
}

  编译运行：

  需要注意，不同的编译器返回的.name()可能会不一样。

2. typeid使用分析

  typeid()关键字返回对应参数的类型信息，类型信息用type_info类对象存储：

const std::type_info& type = typeid(*p);

  typeid关键字的返回值为const std::type_info的引用，type_info原型如下：

//摘自Linux系统的/usr/include/c++/4.5/typeinfo
class type_info 
{
public:
    virtual ~type_info();    //析构函数
    const char* name() const
    { 
        return __name[0] == '*' ? __name + 1 : __name;
    }

#if !__GXX_TYPEINFO_EQUALITY_INLINE
    bool before(const type_info& __arg) const;
    bool operator==(const type_info& __arg) const;

#else
    #if !__GXX_MERGED_TYPEINFO_NAMES
        bool before(const type_info& __arg) const
        { 
            return (__name[0] == '*' && __arg.__name[0] == '*')
                ? __name < __arg.__name
                : __builtin_strcmp (__name, __arg.__name) < 0; 
        }

        bool operator==(const type_info& __arg) const
        {
          return ((__name == __arg.__name)
              || (__name[0] != '*' &&
              __builtin_strcmp (__name, __arg.__name) == 0));
        }
    #else
        bool before(const type_info& __arg) const
        {
            return __name < __arg.__name;
        }

        bool operator==(const type_info& __arg) const
        {
            return __name == __arg.__name;
        }
    #endif

#endif
    bool operator!=(const type_info& __arg) const
    {
        return !operator==(__arg);
    }

    virtual bool __is_pointer_p() const;
    virtual bool __is_function_p() const;   
    virtual bool __do_catch(const type_info *__thr_type, void **__thr_obj,
                unsigned __outer) const;

    virtual bool __do_upcast(const __cxxabiv1::__class_type_info *__target,
                 void **__obj_ptr) const;

protected:
    const char *__name;    
    explicit type_info(const char *__n): __name(__n) { }    //explicit用于杜绝隐式类型转换，构造函数

private:
    //私有化赋值操作符和拷贝构造函数
    type_info& operator=(const type_info&);     
    type_info(const type_info&);
};

  可见：
  (1) 公有成员函数都是const属性的，只有const对象才能使用const属性的成员方法，这也就是为什么typeid()关键字返回的type_info是const的原因
  (2) 看到type_info的拷贝构造函数和赋值操作符都是私有的，这也就意味着type_info对象不能初始化、赋值另一个type_info对象
  (3) 构造函数是protected属性，即type_info不能在外部实例化(只能在继承类的内部实例化)

  typeid()的参数可以是类型名，还可以是变量：

    int a = 6;
    const type_info& t1 = typeid(a);
    printf("type.name = %sn", t1.name());

    const type_info& t2 = typeid(int);
    printf("type.name = %sn", t2.name());

    double d = 0.63;
    const type_info& t3 = typeid(d);
    printf("type.name = %sn", t3.name());

    const type_info& t4 = typeid("hello");
    printf("type.name = %sn", t4.name());

  编译运行：

  当typeid()的参数为类型名时，返回的是静态类型信息。
  当typeid()的参数为变量时，分两种情况：
  (1) 变量不存在虚函数表，返回的是静态类型信息
  (2) 变量存在虚函数表，返回动态类型信息

  注意，同样的代码，在windows上的visual studio2010编译运行：

  跟Linux上g++的打印结果是不一样的，所以在利用typeid()判断数据类型的时候，要以两个typeid()的返回值来判断，以int类型为例：

int a;
if (typeid(int) == typeid(a))
    printf("type is int for an");

  所以在一开始的动态类型识别函数test_func()的实现为：

void test_func(BaseCls* p)
{
    const std::type_info& type = typeid(*p);
    if (typeid(*p) == typeid(SubCls))
    {
        printf("进行强制类型n");
        SubCls* ps = static_cast<SubCls* >(p);
        //...
    }
    else
        printf("不能进行强制类型转换n");
}
//...

int main(void)
{
    SubCls *ps = new SubCls();
    BaseCls *pb = new BaseCls();

    test_func(ps);
    test_func(pb);

    delete ps;
    delete pb;
    return 0;
}

  编译运行：

最后

以上就是迷人柚子为你收集整理的c++的typeid关键字的全部内容，希望文章能够帮你解决c++的typeid关键字所遇到的程序开发问题。

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