C++标准模板（STL）- 类型支持（运行时类型识别，type

C++标准模板（STL）- 类型支持（运行时类型识别，type_info ）

news2024/11/16 23:42:42

运行时类型识别

定义于头文件 <typeinfo>

含有某个类型的信息，由实现生成。这是 typeid 运算符所返回的类。

std::type_info

定义于头文件 `<typeinfo>`
class type_info;

类 type_info 保有一个类型的实现指定信息，包括类型的名称和比较二个类型相等的方法或相对顺序。这是 typeid 运算符所返回的类。

type_info 既非可复制构造 (CopyConstructible) 亦非可复制赋值 (CopyAssignable) 。

成员函数

(构造函数) [被删除]	无默认或复制构造函数 (公开成员函数)
(析构函数) [虚]	通过指向基类的指针删除导出对象是安全的 (虚公开成员函数)
operator= [被删除]	不能复制赋值 (公开成员函数)
operator==operator!= (C++20 中移除)	检查对象是否指代相同类型 (公开成员函数)
before	检查在实现定义的顺序中，被指代类型是否在另一个 `type_info` 对象之前，即对被指代类型排序 (公开成员函数)
hash_code (C++11)	返回对于同一类型相同的值 (公开成员函数)
name	类型的实现定义名称 (公开成员函数)

析构函数

std::type_info::~type_info

virtual ~type_info();

析构 std::type_info 类型的对象。此析构函数为公开虚函数，允许通过指向基类的指针安全地删除从 std::type_info 导出的类的对象。

检查对象是否指代相同类型

std::type_info::operator==, 
std::type_info::operator!=

bool operator==( const type_info& rhs ) const;		(C++11 前)
bool operator==( const type_info& rhs ) const noexcept;		(C++11 起)
bool operator!=( const type_info& rhs ) const;		(C++11 前)
bool operator!=( const type_info& rhs ) const noexcept;		(C++11 起) (C++20 前)

检查对象是否指代相同类型。

参数

rhs

要比较的另一个类型信息对象

返回值

若比较关系成立则为 true ，否则为 false

调用示例

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

class person
{
public:

    person(std::string&& n) : _name(n) {}
    virtual const std::string& name() const
    {
        return _name;
    }

private:

    std::string _name;
};

class employee : public person
{
public:

    employee(std::string&& n, std::string&& p) :
        person(std::move(n)), _profession(std::move(p)) {}

    const std::string& profession() const
    {
        return _profession;
    }

private:

    std::string _profession;
};

void somefunc(const person& p)
{
    if (typeid(employee) == typeid(p))
    {
        std::cout << p.name() << " is an employee ";
        auto& emp = dynamic_cast<const employee&>(p);
        std::cout << "who works in " << emp.profession() << std::endl;
    }
}

int main()
{
    employee paul("Paul", "Economics");
    somefunc(paul);
    return 0;
}

输出

检查在实现定义的顺序中，被指代类型是否在另一个 type_info 对象之前，即对被指代类型排序

std::type_info::before

bool before( const type_info& rhs ) const;		(C++11 前)
bool before( const type_info& rhs ) const noexcept;		(C++11 起)

若此 type_info 的类型在实现的对照顺序中列于 rhs 的类型之前则返回 true 。不给出保证，特别是对照顺序可以在同一程序的调用之间改变。

参数

rhs

要比较的另一个类型信息对象

返回值

若此 type_info 的类型在实现的对照顺序中列于 rhs 的类型之前则为 true 。

调用示例

#include <iostream>
#include <typeinfo>

int main()
{
    if (typeid(int).before(typeid(char)))
    {
        std::cout << "int goes before char in this implementation.\n";
    }
    else
    {
        std::cout << "char goes before int in this implementation.\n";
    }

    return 0;
}

输出

返回对于同一类型相同的值

std::type_info::hash_code

std::size_t hash_code() const noexcept;

(C++11 起)

返回未指定值，使得指代同一类型的所有 type_info 对象的 hash_code() 相同。

不给出其他保证：指代不同类型的 type_info 对象可以拥有相同的 hash_code （尽管标准推荐实现尽可能避免这点），而同一类型的 hash_code 可在相同程序的各次不同调用间改变。

参数

（无）

返回值

对所有指代同一类型的 type_info 对象等同的值。

调用示例

#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <functional>
#include <memory>

struct A
{
    virtual ~A() {}
};

struct B : A {};
struct C : A {};

using TypeInfoRef = std::reference_wrapper<const std::type_info>;

struct Hasher
{
    std::size_t operator()(TypeInfoRef code) const
    {
        return code.get().hash_code();
    }
};

struct EqualTo
{
    bool operator()(TypeInfoRef lhs, TypeInfoRef rhs) const
    {
        return lhs.get() == rhs.get();
    }
};

int main()
{
    std::unordered_map<TypeInfoRef, std::string, Hasher, EqualTo> type_names;

    type_names[typeid(int)] = "int";
    type_names[typeid(double)] = "double";
    type_names[typeid(A)] = "A";
    type_names[typeid(B)] = "B";
    type_names[typeid(C)] = "C";

    int i;
    double d;
    A a;

    // 注意我们存储指向 A 的指针
    std::unique_ptr<A> b(new B);
    std::unique_ptr<A> c(new C);

    std::cout << "i is " << type_names[typeid(i)] << std::endl;
    std::cout << "d is " << type_names[typeid(d)] << std::endl;
    std::cout << "a is " << type_names[typeid(a)] << std::endl;
    std::cout << "b is " << type_names[typeid(*b)] << std::endl;
    std::cout << "c is " << type_names[typeid(*c)] << std::endl;

    return 0;
}

输出

类型的实现定义名称

std::type_info::name

const char* name() const;		(C++11 前)
const char* name() const noexcept;		(C++11 起)

返回实现定义的，含有类型名称的空终止字符串。不给出保证，尤其是返回的字符串对于数个类型可以相同，而且在同一程序的调用之间改变。

参数

（无）

返回值

含有类型名称的空终止字符串。

注意

返回指针所指向的数组的生存期未指定，但实践中只要给定类型的 RTTI 数据结构存在，它就得到保持，这拥有应用程序生存期，除非从动态库加载它（可被卸载）。

一些实现（如 MSVC 、 IBM 、 Oracle ）生成人类可读的类型名。其他的，最值得注意的是 gcc 与 clang ，返回重整名，这是由 Itanium C++ ABI 指定的。重整名可以用实现指定的 API 转换到人类可读的形式，例如直接用 abi::__cxa_demangle 或通过 boost::core::demangle 。它亦可通过命令行工具 c++filt -t 输送往管道。

调用示例

#include <iostream>
#include <typeinfo>

struct Base
{
    virtual ~Base() = default;
};
struct Derived : Base {};

int main()
{
    Base b1;
    Derived d1;

    const Base *pb = &b1;
    std::cout << typeid(*pb).name() << std::endl;
    pb = &d1;
    std::cout << typeid(*pb).name() << std::endl;

    return 0;
}