C++ 泛型程式設計如何處理執行時間類型資訊？

在 C++ 泛型程式設計中，處理執行時間類型資訊（RTTI）提供了兩種方法：dynamic_cast 運算子用於將基底類別指標或引用轉換為衍生類別的指標或參考。 typeid 運算子傳回物件的類型訊息，可以透過其 name() 成員函數取得類型名稱。 RTTI 雖然方便，但會產生額外開銷，因此僅建議在需要時使用，同時要注意可能導致的二進位相容性問題。

C++ 泛型程式設計中處理執行時間類型資訊（RTTI）

在C++ 泛型程式設計中，我們常常需要在運行時取得物件或引用變數的類型資訊。 C++ 提供了運行時類型資訊（RTTI）機制來實現這一目的。

使用 dynamic_cast

dynamic_cast 運算子用於將一個基底類別指標或引用轉換為衍生類別指標或引用。如果轉換成功，它會傳回衍生類別的指標或參考；否則，傳回 nullptr。

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

int main() {
  Base* base_ptr = new Derived();

  // 检查 base_ptr 是否指向 Derived 对象
  Derived* derived_ptr = dynamic_cast<Derived*>(base_ptr);
  if (derived_ptr != nullptr) {
    // 转换成功，base_ptr 指向 Derived 对象
  }
}

使用typeid

typeid 運算子傳回物件的類型訊息，該類型資訊是一個std::type_info 物件。可以使用 name() 成員函數取得型別名稱，可以使用 before() 和 after() 成員函數比較型別。

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

int main() {
  Base obj;
  std::cout << typeid(obj).name() << std::endl; // 输出：Base

  // 检查 obj 是否属于 Derived 类型
  if (typeid(obj).before(typeid(Derived))) {
    std::cout << "obj is not a Derived object" << std::endl;
  }
}

使用 RTTI 的注意事項

• RTTI 會產生額外的開銷，因此建議僅在需要時使用。
• RTTI 可能會導致二進位相容性問題，因此在庫中使用 RTTI 時要小心。

實戰案例

場景：有一組形狀（例如圓形、矩形和三角形），需要根據它們的類型執行不同的操作。

程式碼：

class Shape {
public:
  virtual void draw() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
  void draw() override {
    std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
  }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
  void draw() override {
    std::cout << "Drawing a rectangle" << std::endl;
  }
};

class Triangle : public Shape {
public:
  void draw() override {
    std::cout << "Drawing a triangle" << std::endl;
  }
};

int main() {
  std::vector<Shape*> shapes{new Circle, new Rectangle, new Triangle};

  for (auto shape : shapes) {
    // 使用 RTTI 获取形状类型
    std::cout << "Drawing a " << typeid(*shape).name() << std::endl;

    // 根据类型调用相应的方法
    shape->draw();
  }
}

輸出：

Drawing a Circle
Drawing a Rectangle
Drawing a Triangle

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