使用 RTTI 从实现接口 c++ 的对象中获取类名答案

【问题标题】：Use RTTI to get class name from object implementing interface c++使用 RTTI 从实现接口 c++ 的对象中获取类名
【发布时间】：2021-01-28 12:06:32
【问题描述】：

我在 Animal 命名空间中有一个类 AnimalInterface：

namespace Animal
{
    class AnimalInterface
    {
    public:
        AnimalInterface() = default;
        virtual ~AnimalInterface() = default;

        virtual std::string makeSound() = 0;
    };
}

假设我有 2 个从这个接口实现的类

class Dog : public AnimalInterface
{
public:
    Dog() = default;
    ~Dog() = default;

    std::string makeSound()
    {
        return "Bark";
    }
};

class Cat : public AnimalInterface
{
public:
    Cat() = default;
    ~Cat() = default;

    std::string makeSound()
    {
        return "Meow";
    }
};

现在我有了一个调用这些函数的类。我希望能够使用运行时类型信息从对象中获取动物的类名。

void AnimalSounds
{
    list<unique_ptr<AnimalInterface>> animals;
    animals.push_back(make_unique<Dog>());
    animals.push_back(make_unique<Cat>());

    for (const auto& animal : animals)
    {

        cout << typeid(animal).name() << " makes sound: " << animal->makeSound() << endl;
    }
}

我希望输出是

Dog makes sound: Bark
Cat makes sound: Meow

相反，我得到以下内容

class std::unique_ptr<class Animal::AnimalInterface,struct std::default_delete<class Animal::AnimalInterface> > makes sound: Bark
class std::unique_ptr<class Animal::AnimalInterface,struct std::default_delete<class Animal::AnimalInterface> > makes sound: Meow

我该如何解决这个问题？谢谢！

【问题讨论】：

我希望能够使用反射从对象中获取动物的类名。 -- 目前在 C++ 中没有反射。这看起来像 XY Problem
typeid 返回的字符串是实现定义的。 stackoverflow.com/questions/1986418/typeid-versus-typeof-in-c
想想animal是什么类型。真的是Dog 还是Cat？无论如何，您不能依赖typeid(...).name()，它的输出既不能保证是类名，也不能保证是一致的（甚至在同一个程序的执行之间也不行）。
怎么样--std::unordered_map<std::string, std::unique_ptr<AnimalInterface>> 或者动物可以有重复的名字std::unordered_multimap<std::string, std::unique_ptr<AnimalInterface>>？

标签： c++ reflection unique-ptr

【解决方案1】：

您需要取消对指针的引用。这样您就可以从它指向的对象而不是指针本身获取 RTTI 信息：

const auto& animal_ref = *animal;
cout << typeid(animal_ref).name() << " makes sound: " << animal->makeSound() << endl;

3Dog makes sound: Bark
3Cat makes sound: Meow

请注意，您仍然必须按照 cmets 中的描述处理实现定义的名称。您可以为此使用库的 demangle 函数：

int status;
const auto& animal_ref = *animal;
const auto name = abi::__cxa_demangle(typeid(animal_ref).name(), 0, 0, &status);
cout << name << " makes sound: " << animal->makeSound() << endl;

Dog makes sound: Bark
Cat makes sound: Meow

除非为了更好地理解 RTTI 或出于调试目的而提出这个问题，否则我仍然强烈建议您重新考虑您的方法。这不是你的代码应该依赖的。

（是的，从技术上讲，即使是拆解也可能不够，并且名称可能在调用之间发生变化。在我使用的实现中，这从未发生过。在我们谈论的时候关于猫叫，这更多的是技术问题而不是实际问题。）

【讨论】：

【解决方案2】：

1.) animal 是对来自animals 的某个元素的引用。 animals 包含什么？它包含unique_ptr<AnimalInterface>，所以编译器打印出完全正确的东西，只是有点冗长。

2.) typeif(...).name() 并不是真正的反思。特别是它不会给你任何关于结果的保证。另见reference：

不提供任何保证；特别是，返回的字符串对于多种类型可以是相同的，并且在同一程序的调用之间会发生变化。

3.) 我只能想到一种健壮且符合标准的方法来实现您想要的：另一个返回动物种类的虚拟函数。或者一些编译器特定的扩展，但标准 C++ 目前不提供任何真正的反射。

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为您遇到的意外问题是您的animals 列表包含unique_ptr 到Animals。因此，当您遍历该列表时，循环中的每个animal 都是一个unique_ptr<Animal>，它是一个带有默认参数的模板。为了至少解决这个问题，在使用 typeid 之前取消引用指针：

for (const auto& animal : animals)
{
  cout << typeid(*animal).name() << " makes sound: " << animal->makeSound() << endl;
}

但是，您在这里得到的仍然是实现定义的。阅读 RTTI 了解更多信息。

【讨论】：