RTTI in C++

 

RTTI(Runtime Type Identification/Information)

 

如果要實現運行時的RTTI，必須在類中加入一些唯一識別信息，靜態成員變量則提供了這樣一種方法。對於類而言，靜態成員的地址信息是唯一確定的，這樣就可以設計一種實現RTTI的方法。

 

1. typeid and dynamic_cast

標準C++中定義了type_info這個類用來表示對象的類型信息，同時增加了typeid運算符來取得類型信息。typeid()以一個對象或者類型名作爲參數，返回一個匹配的const type_info對象來表明對象的確切類型。type_info常用的3個成員函數爲operator ==()、operator !=()和name()，請參考標準頭文件<typeinfo>。

對於“Class obj;”而言，typeid(obj)返回一個type_info對象的引用，而typeid(Class)返回一個type_info對象。

在多態類型（即帶virtual函數的類）中，typeid()可以實現類似virtual函數動態綁定的功能，此時可以將typeid()看作是一個virtual函數。

除多態類型外，typeid()同樣可以用來獲得非多態類型對象和基本數據類型對象的類型信息。

注：typeid只能取得類型信息，而無法檢查類間的繼承關係，雖然它有類似虛函數動態綁定的功能。typeid的功能和下面講述的RUNTIME_CLASS宏、GetRuntimeClass()函數在原理上類似。

如果要判斷類之間的繼承關係，則需要用到dynamic_cast<>這個算符。dynamic_cast實現類似下面提到的IsDerivedFrom()這個函數的功能。

 

2. RTTI in MFC

MFC中的RTTI實現方法和標準C++中應該是類似的，但MFC比C++標準中引入RTTI的時間要早，所以MFC提供了自己的一套方式。這裏有一個模擬，比MFC中提供的要簡單一些。（暫不提供一步步的設計過程，以後再加。）

補充：CRuntimeClass只是用來表示類型信息，而不是運行時類型信息（RTTI），將類繼承關係中的各個CRuntimeClass對象組織起來，並使用IsDerivedFrom函數來判斷繼承關係，纔是實現RTTI的核心所在。

 

#include <iostream> using namespace std; #define RUNTIME_CLASS(class_name) / (CRuntimeClass*)(&class_name::rtc##class_name) #define DECLARE_DYNAMIC(class_name) / public: / virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const; / static const CRuntimeClass rtc##class_name; #define IMPLEMENT_DYNAMIC(class_name, base_class_name) / const CRuntimeClass class_name::rtc##class_name = {RUNTIME_CLASS(base_class_name)}; / CRuntimeClass* class_name::GetRuntimeClass() const / { / return RUNTIME_CLASS(class_name); / } struct CRuntimeClass { CRuntimeClass *m_pBase; bool IsDerivedFrom(const CRuntimeClass *pBaseClass) const; }; bool CRuntimeClass::IsDerivedFrom(const CRuntimeClass *pBaseClass) const { if (pBaseClass == NULL) return false; CRuntimeClass *pClass = (CRuntimeClass*)this; while (pClass != NULL) { if (pClass == pBaseClass) return true; pClass = pClass->m_pBase; } return false; } class CObject { DECLARE_DYNAMIC(CObject) public: virtual ~CObject() {} bool IsKindOf(const CRuntimeClass *pClass) const; }; const CRuntimeClass CObject::rtcCObject = {NULL}; CRuntimeClass* CObject::GetRuntimeClass() const { return RUNTIME_CLASS(CObject); } bool CObject::IsKindOf(const CRuntimeClass *pClass) const { CRuntimeClass *pClassThis = GetRuntimeClass(); return pClassThis->IsDerivedFrom(pClass); } class CVehicle: public CObject { DECLARE_DYNAMIC(CVehicle) public: virtual ~CVehicle() {} }; IMPLEMENT_DYNAMIC(CVehicle, CObject) class CAnimal: public CObject { DECLARE_DYNAMIC(CAnimal) public: virtual ~CAnimal() {} }; IMPLEMENT_DYNAMIC(CAnimal, CObject) void Identify1(CObject *pObj) { if (pObj->GetRuntimeClass() == RUNTIME_CLASS(CVehicle)) { cout << "This is a CVehicle object !" << endl; return; } if (pObj->GetRuntimeClass() == RUNTIME_CLASS(CAnimal)) { cout << "This is a CAnimal object !" << endl; return; } cout << "Unknown object !" << endl; } void Identify2(CObject *pObj) { if (pObj->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CVehicle))) { cout << "This is a CVehicle derived object !" << endl; return; } if (pObj->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CAnimal))) { cout << "This is a CAnimal derived object !" << endl; return; } cout << "Unknown object !" << endl; } int main(void) { CVehicle vehicle; CAnimal animal; Identify1(&vehicle); Identify1(&animal); Identify2(&vehicle); Identify2(&animal); return 0; }  

 

 

兩種實現方式的對比：

	標準C++	MFC
類型信息結構	type_info	CRuntimeClass
取得類型信息	typeid()	RUNTIME_CLASS() GetRuntimeClass()
判斷繼承關係	dynamic_cast<>	IsDerivedFrom()