RTTI in C++

 

RTTI(Runtime Type Identification/Information)

 

如果要实现运行时的RTTI，必须在类中加入一些唯一识别信息，静态成员变量则提供了这样一种方法。对于类而言，静态成员的地址信息是唯一确定的，这样就可以设计一种实现RTTI的方法。

 

1. typeid and dynamic_cast

标准C++中定义了type_info这个类用来表示对象的类型信息，同时增加了typeid运算符来取得类型信息。typeid()以一个对象或者类型名作为参数，返回一个匹配的const type_info对象来表明对象的确切类型。type_info常用的3个成员函数为operator ==()、operator !=()和name()，请参考标准头文件<typeinfo>。

对于“Class obj;”而言，typeid(obj)返回一个type_info对象的引用，而typeid(Class)返回一个type_info对象。

在多态类型（即带virtual函数的类）中，typeid()可以实现类似virtual函数动态绑定的功能，此时可以将typeid()看作是一个virtual函数。

除多态类型外，typeid()同样可以用来获得非多态类型对象和基本数据类型对象的类型信息。

注：typeid只能取得类型信息，而无法检查类间的继承关系，虽然它有类似虚函数动态绑定的功能。typeid的功能和下面讲述的RUNTIME_CLASS宏、GetRuntimeClass()函数在原理上类似。

如果要判断类之间的继承关系，则需要用到dynamic_cast<>这个算符。dynamic_cast实现类似下面提到的IsDerivedFrom()这个函数的功能。

 

2. RTTI in MFC

MFC中的RTTI实现方法和标准C++中应该是类似的，但MFC比C++标准中引入RTTI的时间要早，所以MFC提供了自己的一套方式。这里有一个模拟，比MFC中提供的要简单一些。（暂不提供一步步的设计过程，以后再加。）

补充：CRuntimeClass只是用来表示类型信息，而不是运行时类型信息（RTTI），将类继承关系中的各个CRuntimeClass对象组织起来，并使用IsDerivedFrom函数来判断继承关系，才是实现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; }  

 

 

两种实现方式的对比：

	标准C++	MFC
类型信息结构	type_info	CRuntimeClass
取得类型信息	typeid()	RUNTIME_CLASS() GetRuntimeClass()
判断继承关系	dynamic_cast<>	IsDerivedFrom()