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运行时类型信息(RTTI)

在计算机编程中,运行时类型信息(Runtime Type Information,简称RTTI)或运行时类型标识(Runtime Type Identification)是某些编程语言(如C++、Object Pascal、Ada)的一个特性,它允许在程序运行时获取对象的数据类型信息。RTTI可以用于所有类型,也只能用于显式启用RTTI的类型(如Ada)。RTTI是更一般的类型内省(Type Introspection)概念的一种专门化。

在最初的C++设计中,Bjarne Stroustrup并未包含RTTI功能,因为他认为这种机制经常被滥用。

概述

在C++中,RTTI可以通过dynamic_cast<>运算符进行安全的类型转换,并可以通过typeid运算符和std::type_info类在运行时操作类型信息。在Object Pascal中,RTTI可以通过as运算符进行安全的类型转换,使用is运算符测试对象所属的类,并利用RTTI单元中的类在运行时操作类型信息(如:TRttiContextTRttiInstanceType等类)。在Ada中,带标签的类型对象也存储类型标签,这允许在运行时识别这些对象的类型。in运算符可以在运行时测试对象是否属于特定类型并安全地转换。

RTTI仅适用于多态类,即包含至少一个虚方法的类。在实践中,这并不构成限制,因为基类必须具有虚析构函数,以便从基类指针删除派生类对象时可以执行正确的清理操作。

一些编译器具有禁用RTTI的标志。使用这些标志可以减小应用程序的整体大小,特别适合内存有限的系统。

C++中的typeid

typeid关键字用于在运行时确定对象的类。它返回对std::type_info对象的引用,该对象在程序结束前一直存在。与在只需类信息的情况下使用dynamic_cast<class_type>不同,typeid始终是一个常时间操作,而dynamic_cast可能需要在运行时遍历其参数的类继承结构。返回对象的某些方面是实现定义的,例如std::type_info::name(),跨编译器可能不一致。

typeid表达式通过对空指针应用一元*运算符时,会抛出std::bad_typeid类对象。对于其他空引用参数是否抛出异常是实现依赖的。换言之,保证抛出异常的表达式形式必须是typeid(*p),其中p是任何导致空指针的表达式。

示例

#include <iostream>
#include <typeinfo>class Person {
public:virtual ~Person() = default;
};class Employee : public Person {};int main() {Person person;Employee employee;Person* ptr = &employee;Person& ref = employee;std::cout << typeid(person).name() 

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