通用基类的派生类的 TypeID

Question

我正在尝试在 C++ 中实现某种机制，从而为从公共基类派生的所有类分配一个唯一的“类 ID”。例如：

class BaseClass  
{  
    //...
    public: unsigned int GetID( void );
    //...
};
class DerivedClass : public BaseClass
{
}

类 DerivedClass 和 BaseClass 的所有其他子级应该能够返回唯一标识符，而无需向 DerivedClass 添加任何额外代码……然而，C++ 让这对我来说相当困难。任何想法将不胜感激。

提前致谢！ ---丹

Answer 1

您并未表明您熟悉typeid 和dynamic_cast。

他们可能会解决您的问题。

如果不是，请说明原因。

干杯，

Answer 2

你应该听听 Alf :) 下面是我的分析：在纯粹的世界中，实现的识别威胁虚函数多态性，不能要求也不应该被要求。

在真实编程的肮脏世界中，您可能有一些唯一标识的原因，例如将数据编组到磁盘、识别诊断消息、跟踪控制流、累积使用统计信息等。

如果你的想法是纯粹的，那么你的设计就是错误的。走开，弄清楚为什么你不能要求一个唯一的 id。

如果你的想法被现实腐蚀了，那么你已经愿意为性能和内存付出代价来满足你的要求，然后按照规范，使用内置语言特性的成本是值得付出的，因为它是几乎是实现您提供非侵入式识别服务目标的唯一方法。非侵入性是指您不需要向每个派生类添加任何内容。显然必须添加一些东西，所以如果您不愿意这样做，您别无选择，只能接受编译器为您添加的内容。

这里的主要问题是，如果您使用的是动态加载的共享库 (DLLS)，RTTI 可能无法按预期工作。这不仅会对 typeid 产生不利影响，它还可以防止捕获您希望被捕获的异常（我被咬了！）。可能需要注意确保 vtable 和其他 RTTI 是唯一创建的。这可能意味着，例如，如果 vtables 挂钩在您的析构函数上，它不是内联的，因为在这种情况下它可能会在多个地方生成，从而破坏唯一性。在没有动态加载的 ISO 标准化支持的情况下，这里可能需要进行一些黑客攻击。

Answer 3

正如 Alf 所说，这不应该是必要的。 typeid 已经给出了唯一的类标识符，尽管该标识符不是整数。开个玩笑，如果允许我放宽“通用基类”条件，那么：

inline unsigned int counter() {
    static unsigned int count = 0;
    return ++count;
}

struct BaseClass {
    virtual unsigned int GetID() = 0;
    virtual ~BaseClass() {}
};

template <typename D>
struct IntermediateClass : BaseClass {
    virtual unsigned int GetID() {
        static unsigned int thisid = counter();
        return thisid;
    }
};

// usage
struct Derived : IntermediateClass<Derived> {
    ...
};

如果要在多线程程序中使用，您需要在 counter 中添加线程安全。

显然，ID 仅在给定的程序运行中是唯一的。

如果您的继承层次结构很深，并且如果您有许多针对不同类具有不同签名的构造函数，这会有点麻烦，因为您需要在每个派生类及其直接基类之间插入 IntermediateClass。但是你总是可以通过以下方式摆脱所有这些：

inline unsigned int counter() {
    static unsigned int count = 0;
    return ++count;
}

struct BaseClass {
    virtual unsigned int GetID() = 0;
    virtual ~BaseClass() {}
};

template <typename D>
unsigned int ThisID(const D *) {
    static unsigned int thisid = counter();
    return thisid;
}

// usage
struct Derived : BaseClass {
    // this single line pasted in each derived class
    virtual unsigned int GetID() { return ThisID(this); }
    ...
};

我猜这里有一个新的语言特性的“机会”：一个虚函数，它在基类中定义为具有一个“typename”模板参数的模板函数，并且在每个派生类中使用它自动覆盖派生类作为模板参数。虚构的语法，因为虚拟模板函数是非法的：

struct BaseClass {
    template <typename Derived>
    virtual unsigned int GetID() {
        static unsigned int thisid = counter();
        return thisid;
    }
    virtual ~BaseClass() {}
};

很难根据想要自己重新实现 RTTI 来证明语言功能的合理性，请注意...

Answer 4

这确实需要修改派生类，但如果对 RTTI 缺乏信心是避免完善的 typeid、dynamic_cast 路由的唯一原因，那么

这样的事情应该是一个不错的选择。与 RTTI 的 'type_info' 相比，它还返回一个 'int'。

class BaseClass{   
    //... 
    public:
       virtual unsigned int GetID( void ); 
    //... 
};

class DerivedClass : public BaseClass{
public: 
   virtual unsigned int GetID( void );
};