1. RTTI
RTTI是 运行阶段类型识别 (Runtime Type Identification)的简称。该特性是为了程序在运行阶段确定对象类型提供一种标准方式。
1.1 RTTI的三个元素
由于只有包含虚函数的类层次结构,才能将派生类对象的地址赋给基类指针,因此RTTI只适用包含虚函数的类。
dynamic_cast
运算符将使用一个指向基类的指针来生成一个指向派生类的指针,否则,该运算符返回0—空指针。typeid
运算符返回一个指出对象的类型的值。type_info
结构存储了有关特定类型的信息。
1.1.1 dynamic_cast运算符
dynamic_cast
运算符是RTTI中最常用的组件,其主要的功能是 确定是否可以安全地将对地址赋给特定类型的指针 ,如果可以则返回该特定类型的指针,如果不可以则返回0(空指针)。可以理解为dynamic_cast
可以用来类型转换,如果可安全转换,则转换成相应的类型指针,否则直接返回0(空指针)。其语法如下:
dynamic_cast< type_name > (expression)
例如下面的例子:
class Base{
private:
double val;
public:
Base(double a = 0):val(a){}
virtial void show(){std::cout< < "Base show!"< < std::endl();}
}
class BaseA:public: Base{
BaseA(double a = 0):Base(a){}
virtual void show(){std::cout < < "BaseA show!"<
假设有下面的指针:
Base* bs = new Base;
Base* ba = new BaseA;
Base* bb = new BaseB;
对于下面类型的转换:
BaseB* b1 = dynamic_cast
因此针对该例子,dynamic_cast
常用的场景如下:
auto bs = new BaseX;//BaseX为Base、BaseA、BaseB中的任意一种类型,假设其具体类型只有在程序运行过程中才能确定。
BaseA* pa;
if(pa = dynamic_cast
1.1.2 typeid运算符
typeid
运算符能够确定两个对象是否为同种类型,其可以接受两种参数:
- 类名;
- 结果为对象的表达式。
其返回一个type_info
对象的引用,其实方法如下:
//需要包含头文件#include< typeinfo >
A* a = new A;//A为一个类
if(typeid(A) == typeid(*a)){
std::cout < < "a的类型为A"<
针对上例,若a
是一个空指针,则typeid(*a)
会引发bad_typeid
异常,该异常类型是从exception
类派生出来,也是在typeinfo
中生声明的。
1.1.3. type_info类
type_info
类主要存储了有关特定类型的信息,其中包含了一个name()
成员,该成员函数主要用于调试,其需要与typeid
搭配使用,使用方法如下:
//class A;
A* a = new A;
std::cout< < typeid(*a).name()<
2. 类型转换运算符
2.1 dynamic_cast
前面已经介绍过其用法,该运算符的主要用途是,使得 能够在类层次结构中进行向上转换 (即派生类到基类的转换,由于该转换是is-a的关系,所以该转换是安全的),而不允许其他的转换。
2.2 const_cast
const_cast
运算符用于执行只有一种用途的类型转化,即改变const
或volatile
,其语法与dynamic_cast
相同:
const_cast < type_name > (expression)
如果类型的其他方面也被修改,则上述类型转换将出错,也就是说除了const
或volatile
特征(有或无)可以不同外,type_name
和expression
的类型必须相同。假设A
和B
,则有下面的转换:
A a;
const A* pa = &a;
A* pa1 = const_cast< A* >(pa); //正确
const B* pb = const_cast< const B* >(pa);//错误
提供该运算符的原因是,程序有时候可能需要一个这样的值,它在大多数的时候是常量,而有时候又是可以修改的,在这种情况下,可以将这个值声明为const
,并在需要修改它的时候,使用const_cast
。
2.3 static_cast
static_cast
运算符与其他类型转换运算符的语法一样:
static_cast < type_name > (expression)
static_cast
将expression
转换为type_name
类型,主要用于非多态类型之间的转换,不提供运行时的检查来确保转换的安全性。主要在以下几种场合中使用:
- 用于类层次结构中 ,基类和子类之间指针和引用的转换;当进行上行转换(把派生类的指针或引用转换成基类表示),这种转换是安全的;当进行下行转换(把基类的指针或引用转换成派生类表示),这种转换是不安全的,也需要程序员来保证;
- 用于基本数据类型之间的转换 ,如把
int
转换成char
,把int
转换成enum
等等,这种转换的安全性需要程序员来保证; - 把void指针转换成目标类型的指针 ,是极其不安全的,也需要程序员来保证;
2.4 reinterpret_cast
reinterpret_cast
运算符与其他类型转换运算符的语法一样:
reinterpret_cast < type_name > (expression)
reinterpret_cast
运算符用于天生危险的类型转换,因为其允许将任何指针类型转换为其它的指针类型。reinterpret_cast
运算符并不会改变括号中运算对象的值,而是对该对象从位模式上进行重新解释 。它主要用于将一种数据类型从一种类型转换为另一种类型。
例如,它可以将一个指针转换成一个整数,也可以将一个整数转换成一个指针,然而,其并不支持所有类型的转换,例如,可以将指针类型转换为足以存储指针表示的整形,但不能将指针转换为更小的整形或浮点型。
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