使用 typeid 实现 RTTI答案

【问题标题】：Implementation of RTTI using typeid使用 typeid 实现 RTTI
【发布时间】：2013-04-22 09:25:37
【问题描述】：

我是学习高级 C++ 主题的新手，所以如果问题听起来太明显，请原谅我。

我一直在阅读有关在C++中我们可以在运行时获取对象类型信息的各种方法，通常称为RTTI。

但是，我对它是如何工作的感到困惑。我读过一些在解释 RTTI 时经常提到的东西。其中之一是使用 dynamic_cast 将对象动态地转换为其他对象。另一种是在运行时使用 typeid 来确定对象的类型。

我想知道使用 typeid 是否是在 C++ 中实现 RTTI 的正确方法，如果是，那么 typeid 运算符实际上如何能够在运行时确定对象的类型（它是否分析了内存中的对象 blob？）

如果使用 typeid 不是正确的方法，那么请提出一些其他的实现方法。

【问题讨论】：

看起来你把它弄反了。 typeid 可以工作，因为 RTTI 是在编译器中实现的，所以询问是否使用 typeid“实现 RTTI”看起来很困惑。 “实施 RTTI”到底是什么意思？
你想解决什么问题让你认为你需要 RTTI 和/或 typeid？
C++ RTTI 系统是reflection 的一个非常差且没有功能的变体。我个人的看法是，无论使用哪种语言，你都应该尽可能地避免设计中的任何反思需求。
我只是想很好地掌握 RTTI 的概念。我在很多地方都读到过 typeid 运算符可用于确定所讨论对象的运行时类型（当然，确定对象类型的问题会出现在图片中继承时）。但是，我不太了解 dynamic_cast 与 RTTI 有什么关系。
dynamic_cast 和 typeid 都依赖于名为 RTTI 的语言功能。如果您的源代码使用其中任何一个，则需要 RTTI 才能编译程序。但是，RTTI 需要很小的运行时开销，因此某些编译器允许您将其关闭。这就是为什么我们希望“typeid 和 dynamic_cast”有一个通用名称，而不是孤立地讨论它们。

标签： c++ oop rtti

【解决方案1】：

RTTI 仅适用于具有虚函数的类的实例。在这种情况下，编译器会在类中添加一个特殊成员，调用虚拟表指针。每个具有虚函数的类都有自己的虚表。通过检查所指向的虚拟表，可以确定对象的具体类型。

【讨论】：

【解决方案2】：

重要提示：
理想情况下，如果您需要识别对象的类型，您需要重新审视您的设计，因为您很可能错过了那里的某些东西并且您违反了 OOP 的 SOLID 规则.

C++ 标准提供dynamic_cast 和typeid 作为确定对象的类型的两种方法。两者都有其优点和局限性。他们如何识别 type 是一个依赖于实现的细节，但通常他们通过在对象的 vtable 中维护指向类型信息结构的指针来做到这一点。如果您完全不知道 vtable 是什么，Marshal Clines C++ Faq 提供了很好的解释 here。

您可以在
Technical Report on C++ Performance

中找到大多数编译器使用的实现细节

相关摘录：

5.3.7 类型信息

给定一个多态类的对象（一个至少有一个虚函数的类），一个 type_info 对象可以通过使用 typeid 操作符来获得。在原理，这是一个简单的操作，涉及到找到虚函数表，通过找到该对象所属的最派生类对象，然后从该对象的虚函数表中提取指向 type_info 对象的指针（或等价的）。

5.3.8 动态投射

给定一个指向多态类对象的指针，转换为指向另一个基类的指针同一派生类对象的子对象可以使用 dynamic_cast 来完成。在原理，这个操作涉及到找到虚函数表，通过那个找到对象所属的最派生类对象，然后使用类型信息与该对象关联以确定是否允许转换（强制转换），最后对 this 指针进行任何必要的调整。原则上，这种检查涉及描述最派生的基类的数据结构的遍历班级。因此，dynamic_cast 的运行时成本可能取决于相对位置在所涉及的两个类的类层次结构中。

【讨论】：

在此处提供的摘录中，提到 RTTI 使用简单的 vtable 来获取类型信息。无论如何，具有虚函数的类已经有一个 vtable。那么 RTTI 是如何造成额外的性能开销的呢？