C++ 泛型编程中如何处理运行时类型信息？

在 C++ 泛型编程中，处理运行时类型信息（RTTI）提供了两种方法：dynamic_cast 运算符用于将基类指针或引用转换为派生类的指针或引用。typeid 运算符返回对象的类型信息，可以通过其 name() 成员函数获取类型名称。RTTI 虽然方便，但会产生额外开销，因此仅建议在需要时使用，同时要注意可能导致的二进制兼容性问题。

C++ 泛型编程中处理运行时类型信息（RTTI）

在 C++ 泛型编程中，我们经常需要在运行时获取对象或引用变量的类型信息。C++ 提供了运行时类型信息（RTTI）机制来实现这一目的。

使用 dynamic_cast

dynamic_cast 运算符用于将一个基类指针或引用转换为派生类指针或引用。如果转换成功，它返回派生类的指针或引用；否则，返回 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 运算符返回对象的类型信息，该类型信息是一个 std::type_info 对象。可以使用 name() 成员函数获取类型名称，可以使用 before() 和 after() 成员函数比较类型。

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 的注意事项

• RTTI 会产生额外的开销，因此建议仅在需要时使用。
• RTTI 可能会导致二进制兼容性问题，因此在库中使用 RTTI 时要小心。

实战案例

场景：有一组形状（例如圆、矩形和三角形），需要根据它们的类型执行不同的操作。

代码：

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();
  }
}

输出：

Drawing a Circle
Drawing a Rectangle
Drawing a Triangle

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