(转)typeid详解

在揭开typeid神秘面纱之前，我们先来了解一下RTTI（Run-Time Type Identification，运行时类型识别），它使程序能够获取由基指针或引用所指向的对象的实际派生类型，即允许“用指向基类的指针或引用来操作对 象”的程序能够获取到“这些指针或引用所指对象”的实际派生类型。在C++中，为了支持RTTI提供了两个操作符：dynamic_cast和 typeid。
    dynamic_cast允许运行时刻进行类型转换，从而使程序能够在一个类层次结构中安全地转化类型，与之相对应的还有一个非安全的转换操作符 static_cast，因为这不是本文的讨论重点，所以这里不再详述，感兴趣的可以自行查阅资料。下面就开始今天我们的话题：typeid。
   
    typeid是C++的关键字之一，等同于sizeof这类的操作符。typeid操作符的返回结果是名为type_info的标准库类型的对象的引用（在头文件typeinfo中定义，稍后我们看一下vs和gcc库里面的源码），它的表达式有下图两种形式。
   
   
    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。
    ISO C++标准并没有确切定义type_info，它的确切定义编译器相关的，但是标准却规定了其实现必需提供如下四种操作（在之后的章节中我会来分析type_info类文件的源码）：

t1 == t2	如果两个对象t1和t2类型相同，则返回true；否则返回false
t1 != t2	如果两个对象t1和t2类型不同，则返回true；否则返回false
t.name()	返回类型的C-style字符串，类型名字用系统相关的方法产生
t1.before(t2)	返回指出t1是否出现在t2之前的bool值

    type_info类提供了public虚 析构函数，以使用户能够用其作为基类。它的默认构造函数和拷贝构造函数及赋值操作符都定义为private，所以不能定义或复制type_info类型的 对象。程序中创建type_info对象的唯一方法是使用typeid操作符（由此可见，如果把typeid看作函数的话，其应该是type_info的 友元）。type_info的name成员函数返回C-style的字符串，用来表示相应的类型名，但务必注意这个返回的类型名与程序中使用的相应类型名 并不一定一致（往往如此，见后面的程序），这具体由编译器的实现所决定的，标准只要求实现为每个类型返回唯一的字符串。

    上面的都是一些理论的东西，看不真切，下面将通过代码和图例来展示。
    

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {};
class Derived: public Base {};

int main()
{
    Base b, *pb;
    pb = NULL;
    Derived d;

    cout << typeid(int).name() << endl
         << typeid(unsigned).name() << endl
         << typeid(long).name() << endl
         << typeid(unsigned long).name() << endl
         << typeid(char).name() << endl
         << typeid(unsigned char).name() << endl
         << typeid(float).name() << endl
         << typeid(double).name() << endl
         << typeid(string).name() << endl
         << typeid(Base).name() << endl
         << typeid(b).name()<<endl
         << typeid(pb).name()<<endl
         << typeid(Derived).name() << endl
         << typeid(d).name()<<endl
         << typeid(type_info).name() << endl;
         
    return 0;
}

    我分别用MS的V8和GUN的GCC编译该段代码并运行，结果分别为下面的左右二图。
     
    对比代码以及上面的文字描述，不知道各位是否已经有所明了（这里需要注意的是Base类的对象b和对象指针pb，他们的输出）。
    考虑到V8的输出很直观，所以我采用V8来做实验。下面对上面的代码稍微添加一点内容，如下：
    

Base *pb2 = dynamic_cast<Base *>(new Derived);
Base &b2 = d;
Base *pb3 = &d;
cout << typeid(pb2).name() <<endl//输出Base *
     << typeid(b2).name()<<endl //输出Base
     << typeid(pb3).name()<<endl//输出Base *
     << typeid(*pb3).name()<<endl;//输出Base

    因为Base不包含虚函数，所以typeid的结果指出，表达式的类型是Base或Base *型，尽管他们的底层对象是Derived。即：当typeid操作符的操作数是不带有虚函数的类类型时，typeid操作符会指出操作数的类型，而不是底层对象的类型。
   
    下面在对Base函数做一个小小调整，为其加上一个虚函数，再看输出结果。

class Base {virtual void f(){}; };
/*...*/
cout << typeid(pb2).name() <<endl//输出Base *
     << typeid(b2).name()<<endl //输出Derived
     << typeid(pb3).name()<<endl//输出Base *
     << typeid(*pb3).name()<<endl;//输出Derived

    这次Base含有虚函数，注意看结果，指针仍然是Base*的，尽管他们指向的是底层对象Derived，而这些Base对象的类型却是Derived的。
    因为指针pb3不是类类型，所以typeid就返回该指针pb3的指针类型Base *。而*pb3是一个类类型的表达式，而且该类带有虚函数，所以指出该pb3指向的底层对象的类型Derived。
    如果typeid操作符的操作数是至少包含一个虚拟函数的类类型时，并且该表达式是一个基类的应用，则typeid操作符指出底层对象的派生类类型。
    好了，文篇到此结束，留下几道小题目吧。
   

//采用V8环境
cout<< typeid(7.84) <<endl
    << typeid(Base*) <<endl
    << typeid(&pb3) <<endl;