[原]c++类型识别及转换

winston

1. 概念
RTTI（Run-Time Type Information）即运行时类型识别，c++通过RTTI实现对多态的支持。
c++是静态类型语言，其数据类型是在编译期就确定的，不能在运行时更改。
为了支持RTTI，C++提供了一个type_info类和两个关键字typeid和dynamic_cast。

type_info ：
存储特点类型的相关信息，常用来比较对象类型，type_info类的具体内容由编译器实现来决定。其声明如下：

2. class type_info {
3. public:
4.   virtual ~type_info();
5.   bool operator== (const type_info& rhs) const;
6.   bool operator!= (const type_info& rhs) const;
7.   bool before (const type_info& rhs) const;
8.   const char* name() const;
9. private:
10.   type_info (const type_info& rhs);
11.   type_info& operator= (const type_info& rhs);
12. };

复制代码

type_info的构造函数和赋值操作符都为私有，so，不要试图去定义或复制一个type_info对象，程序中创建type_info对象的唯一方法是使用typeid操作符需要特别注意的是，c++标准只是告诉编译器需要实现type_info::name函数，但是不同的编译器实现各不相同，这意味着：typeid(int).name()不同编译器编译运行后输出不一样。

typeid：
typeid表达式形如：typeid(expr)；
typeid返回type_info类型，expr可以是各种类型名，对象和内置基本数据类型的实例、指针或者引用，当作用于指针和引用将返回它实际指向对象的类型信息。
如果表达式的类型是类类型且至少包含有一个虚函数，则typeid操作符返回表达式的动态类型，需要在运行时计算；否则，typeid操作符返回表达式的静态类型，在编译时就可以计算。
当把typeid作用于指针的解引用*p时，若指针p为0，则：如果p指向的类型是带虚函数的类类型，则typeid(*p)在运行时抛出一个bad_typeid异常；否则，typeid(*p)的结果与p的值是不相关的，在编译时就可以确定

dynamic_cast：
动态类型转换，运行时类型安全检查。dynamic_cast会检查待转换的源对象是否真的可以转换成目标类型，这种检查不是语法上的，而是真实情况的。许多编译器都是通过vtable找到对象的RTTI信息的，如果基类没有虚方法，也就无法判断一个基类指针变量所指对象的真实类型。
dynamic_cast将一个指向基类的指针转换为一个指向派生类的指针，如果不能正确转换，则返回空指针。

2. 其它类型转换符
除了dynamic_cast，标准C++中还有其它三个类型转换符：static_cast、reinterpret_cast和const_cas。
和dynamic_cast不一样，其它三个类型转换符行为都是在编译期就得以确定的，转换是否成功，并不依赖被转换的对象。
const_cast：去掉类型的const或volatile（告诉编译器不要持有变量的临时拷贝）属性。
reinterpret_cast ：重新解释类型，常用于不同类型的指针类型转换用。
static_cast：类似于C风格的强制转换，静态类型转换。

3.实例
代码:

2. #include <iostream>
3. #include <typeinfo>
4. using namespace std;
6. struct V_Base
7. {
8.   virtual ~V_Base()
9.   {
10.   }
11. };
13. struct V_Derived : V_Base
14. {
15. public:
16.         int _a;
17. };
19. struct Base
20. {
21.   ~Base()
22.   {
23.   }
24. };
26. struct Derived : Base
27. {
28. public:
29.         int _a;
30. };
32. int main() {
33.   // built-in types:
34.   int i;
35.   int * pi;
36.   cout << "i is: " << typeid(i).name() << endl;
37.   cout << "pi is: " << typeid(pi).name() << endl;
39.   // polymorphic types:
40.   V_Derived v_derived;
41.   V_Base* v_pbase = &v_derived;
42.   cout << "v_derived is: " << typeid(v_derived).name() << endl;
43.   cout << " *v_pbase is: " << typeid(*v_pbase).name() << endl;
44.   cout << boolalpha << "same type? ";
45.   cout << ( typeid(v_derived)==typeid(*v_pbase) ) << endl << endl;
46.   
47.   // non polymorphic types:
48.   Derived derived;
49.   Base* pbase = &derived;
50.   cout << "derived is: " << typeid(derived).name() << endl;
51.   cout << " *pbase is: " << typeid(*pbase).name() << endl;
52.   cout << boolalpha << "same type? ";
53.   cout << ( typeid(derived)==typeid(*pbase) ) << endl << endl;
55.         //polymorphic dynamic_cast
56.         V_Base* v_pb1 = new V_Derived();
57.         V_Derived *v_pd1 = static_cast<V_Derived *>(v_pb1); //子类->父类，静态类型转换，正确但不推荐
58.         V_Derived *v_pd2 = dynamic_cast<V_Derived *>(v_pb1); //子类->父类，动态类型转换，正确
59.         if(v_pd2 == NULL)
60.         {
61.                 cout << "v_pd2 dynamic_cast failed" << endl << endl;
62.         }
63.         V_Base* v_pb2 = new V_Base();
64.         V_Derived *v_pd3 = static_cast<V_Derived *>(v_pb2); //父类->子类，静态类型转换，危险！访问子类_a成员越界
65.         V_Derived *v_pd4 = dynamic_cast<V_Derived *>(v_pb2); //父类->子类，动态类型转换，安全的，结果是NULL
66.         if(v_pd4 == NULL)
67.         {
68.                 cout << "v_pd4 dynamic_cast failed" << endl << endl;
69.         }
71.         /*
72.         //non polymorphic dynamic_cast
73.         Base* pb1 = new Derived();
74.         Derived *pd1 = static_cast<Derived *>(pb1);
75.         Derived *pd2 = dynamic_cast<Derived *>(pb1); //编译错误：error: cannot dynamic_cast ‘pb1’ (of type ‘struct Base*’) to type ‘struct Derived*’ (source type is not polymorphic
76.         if(pd2 == NULL)
77.         {
78.                 cout << "pd2 dynamic_cast failed" << endl << endl;
79.         }
80.         Base* pb2 = new Base();
81.         Derived *pd3 = static_cast<Derived *>(pb2);
82.         Derived *pd4 = dynamic_cast<Derived *>(pb2); //编译错误：error: cannot dynamic_cast ‘pb2’ (of type ‘struct Base*’) to type ‘struct Derived*’ (source type is not polymorphic)
83.         if(pd4 == NULL)
84.         {
85.                 cout << "pd4 dynamic_cast failed" << endl << endl;
86.         }
87.         */
88. }

复制代码

gcc编译，运行输出：
i is: i
pi is: Pi
v_derived is: 9V_Derived
*v_pbase is: 9V_Derived
same type? true

derived is: 7Derived
*pbase is: 4Base
same type? false

v_pd4 dynamic_cast failed
作者：yfkiss 发表于2012-2-21 22:24:11 原文链接

tulipcaicai

学习了，以前也涉及到泛型之类的东东，但是不是很了解，现在有思路了

ztenv

这些转换函数会让初学者很晕很晕的