C++中的类型识别

• 在面向对象中可能出现下面的情况
  • 基类指针指向子类对象
  • 基类引用成为子类对象的别名

//Base* Base& 静态类型
//Derived 动态类型
Base* p = new Derived();
Base& r = *p;

类型区别：

• 静态类型
  • 变量（对象）自身的类型
• 动态类型
  • 指针（引用）所指向对象的实际类型

void test(Base* b)
{
    //危险的转换方式
    Derived* d = static_cast<Derived *>(b);
}

在上述代码中，基类指针是否可以强制类型转换为子类指针取决于动态类型！

在C++中是利用多态来得到动态类型

1. 在基类中定义虚函数返回具体的类型信息
2. 所有的派生类都必须实现类型相关的虚函数
3. 每个类中的类型虚函数都需要不同的实现

这里举个例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

//定义基类
class Base
{
public:
    //基类中的虚函数
    virtual string type()
    {
        return "Base";
    }
};

//定义子类 继承基类
class Derived : public Base
{
public:
    string type()
    {
        return "Derived";
    }
    
    void printf()
    {
        cout << "I'm a Derived." << endl;
    }
};

//定义子类 继承基类
class Child : public Base
{
public:
    string type()
    {
        return "Child";
    }
};

void test(Base* b)
{
    /* 危险的转换方式 */
    // Derived* d = static_cast<Derived*>(b);
    
    //这里最安全的办法就是使用类成员函数来返回类型，然后来判断
    if( b->type() == "Derived" )
    {
        Derived* d = static_cast<Derived*>(b);
        
        d->printf();
    }
    
    // cout << dynamic_cast<Derived*>(b) << endl;
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    Base b;
    Derived d;
    Child c;
    
    test(&b);
    test(&d);
    test(&c);
    
    return 0;
}

运行结果为：

I'm a Derived.

上述的解决方案存在一些缺陷：

• 必须从基类开始提供类型虚函数
• 所有的派生类都必须重写类型虚函数
• 每个派生类的类型名必须唯一

那有没有另外一种可以完善这些缺点的方案呢？有的，这里我们来学习一个新的知识点：

• C++提供了typeid关键字用于获取类型信息
  • typeid关键字返回对应参数的类型信息
  • typeid返回一个type_info类对象
  • 当typeid的参数为NULL时将抛出异常
• typeid 关键字的使用

int i = 0;

const type_info& tiv = typeid(i);
const type_info& tii = typeid(int);

cout << (tiv == tii) << endl;

• typeid 的注意事项
  • 当参数为类型时：返回静态类型信息
  • 当参数为变量时：
    • 不存在虚函数表 ---- 返回静态类型信息
    • 存在虚函数表 ---- 返回动态类型信息

使用示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <typeinfo>

using namespace std;

//定义基类
class Base
{
public:
    //析构函数为虚函数
    virtual ~Base()
    {
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    void printf()
    {
        cout << "I'm a Derived." << endl;
    }
};

void test(Base* b)
{
    const type_info& tb = typeid(*b);
    
    //tb为type_info类，使用name成员函数可以得到类型名称
    cout << tb.name() << endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;
    
    //这里使用typeid来获取类型
    const type_info& tiv = typeid(i);
    const type_info& tii = typeid(int);
    
    cout << (tiv == tii) << endl;
    
    Base b;
    Derived d;
    
    test(&b);
    test(&d);
    
    return 0;
}

输出结果为：

1
4Base
7Derived