執行時期型態資訊（RTTI）

C++ Gossip: 執行時期型態資訊（RTTI）

在C++這種可以進行多型機制的語言中，您可以將基底類別指標指向衍生類別物件，這種指定通常在執行時期後發生，您並無法在編譯時期即得知指標所指向的物件型態，而必須在執行時期取得物件的執行時期資訊。

RTTI 全名為Run-Time Type Information，也有人作Run-Time Type Identification，C++中用來取得指標或參考所實際代表的物件，您可以使用typeid()來取得物件於執行時期的資訊，要使用 typeid()，您必須包括<typeinfo>標頭檔，typeid()使用時傳入一個物件：

typeid(object);

typeid()會傳回一個type_info物件，其擁有幾個成員可以描述或進行物件的比較：

const char *name(); // 取得物件型態名稱
bool before(const type_info &ob); // 當物件的名稱順序位於ob之前時，傳回true
bool operator==(const type_info &ob); // 比較物件型態是否相同
bool operator!=(const type_info &ob); // 比較物件型態是否不同

==與!=運算子在這邊被重載為可以比較兩個物件的型態是否相同；typeid()也可以使用型態名稱作為引數，這通常是用來取得一個type-info 物件，並與一個物件作比較時使用：

typeid(type-name);

用範例來說明typeid()與其成員的使用方法與應用，下面這個程式只是使用name()取得物件的型態名稱：

#include <iostream> 
#include <typeinfo> 
using namespace std; 

class Base { 
public: 
    virtual void foo() { 
        cout << "Base" << endl; 
    } 
}; 

class Derived1 : public Base { 
public: 
    void foo() { 
        cout << "Derived1" << endl; 
    } 
}; 

class Derived2 : public Base { 
public: 
    void foo() { 
        cout << "Derived2" << endl; 
    } 
}; 

int main() { 
    Base *ptr; // 基底類別指標 
    Base base; 
    Derived1 derived1;
    Derived2 derived2; 

    ptr = &base;
    cout << "ptr 指向 " 
         << typeid(*ptr).name() 
         << endl; 

    ptr = &derived1; 
    cout << "ptr 指向 " 
         << typeid(*ptr).name() 
         << endl; 

    ptr = &derived2; 
    cout << "ptr 指向 " 
         << typeid(*ptr).name() 
         << endl;
 
    return 0;
}

執行結果：

ptr 指向 4Base
ptr 指向 8Derived1
ptr 指向 8Derived2

您使用共同的基底類別指標來指向基底類別物件與衍生類別物件，雖然如此，還是利用typeid()取回的type-info物件仍可以得知物件的型態名稱。

RTTI的使用時機之一，就是當您將物件以參考方式傳遞給函式時，函式的參數使用共同的基底類別指標或參考，但在函式中有必須操作衍生類別中的某個方法，由於函式事先並不知道您傳入的物件型態名稱，所以您必須利用RTTI來進行判斷，下面的程式是個簡單的例子：

#include <iostream> 
#include <typeinfo> 
using namespace std; 

class Base { 
public: 
    virtual void foo() = 0;
}; 

class Derived1 : public Base { 
public: 
    void foo() { 
        cout << "Derived1" << endl; 
    } 
 
    void showOne() {
        cout << "Yes! It's Derived1." << endl;
    }
}; 

class Derived2 : public Base { 
public: 
    void foo() { 
        cout << "Derived2" << endl; 
    } 
 
    void showTwo() {
        cout << "Yes! It's Derived2." << endl;
    }
}; 

void showWho(Base *base) {
    base->foo();
 
    if(typeid(*base) == typeid(Derived1)) {
        Derived1 *derived1 = static_cast<Derived1*>(base);
        derived1->showOne();
    }
    else if(typeid(*base) == typeid(Derived2)) {
        Derived2 *derived2 = static_cast<Derived2*>(base);
        derived2->showTwo(); 
    } 
}

int main() { 
    Derived1 derived1;
    Derived2 derived2; 

    showWho(&derived1);
    showWho(&derived2);
 
    return 0;
}

執行結果：

Derived1
Yes! It's Derived1.
Derived2
Yes! It's Derived2.

傳統的C風格轉型語法也是可以使用的，例如：

Derived1 *derived1 = (Derived1*) base;

當然不建議使用這種方式強制轉型，事實上使用static_cast也不是很適合，C++為了支援RTTI還提供有dynamic_cast，這在下一個主題中介紹。

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