Информация о типе времени выполнения - Run-time type information

В компьютерном программировании информация о типе времени выполнения или же идентификация типа во время выполнения (RTTI)^[1] это особенность C ++ язык программирования, предоставляющий информацию об объектах тип данных в время выполнения. Информация о типах времени выполнения может применяться к простым типам данных, таким как целые числа и символы, или к универсальным типам. Это специализация на C ++ более общей концепции, называемой тип самоанализ. Подобные механизмы известны и в других языках программирования, таких как Object Pascal (Delphi ).

В исходном дизайне C ++ Бьярне Страуструп не включал информацию о типе времени выполнения, потому что считал, что этот механизм часто используется неправильно.^[2]

Обзор

В C ++ RTTI можно использовать для безопасного приведение типов, с использованием динамическое_кастирование <> оператор и для управления информацией о типе во время выполнения, используя типичный оператор и std :: type_info учебный класс.

RTTI доступен только для классов, которые полиморфный, а это значит, что у них есть хотя бы один виртуальный метод. На практике это не ограничение, потому что базовые классы должны иметь виртуальный деструктор чтобы позволить объектам производных классов выполнить надлежащую очистку, если они удалены из базового указателя.

RTTI является необязательным для некоторых компиляторов; программист может выбрать во время компиляции, включать ли эту функциональность. Доступность RTTI может потребовать значительных ресурсов, даже если программа его не использует.

типичный

В типичный ключевое слово используется для определения учебный класс из объект в время выполнения. Он возвращает ссылка к std :: type_info объект, существующий до конца программы.^[3] Использование типичныйв неполиморфном контексте часто предпочтительнее, чем dynamic_cast <class_type> в ситуациях, когда нужна только информация о классе, потому что типичный всегда постоянное время процедура, тогда как dynamic_cast может потребоваться пройти через решетку производных классов своего аргумента во время выполнения.^{[нужна цитата ]} Некоторые аспекты возвращаемого объекта определяются реализацией, например std :: type_info :: name (), и нельзя полагаться на согласованность между компиляторами.

Объекты класса std :: bad_typeid выбрасываются, когда выражение для типичный является результатом применения унарного оператора * к нулевой указатель. Возникает ли исключение для других аргументов нулевой ссылки, зависит от реализации. Другими словами, чтобы исключение было гарантировано, выражение должно иметь вид typeid (* p) куда п - любое выражение, приводящее к нулевому указателю.

Пример

#включают <iostream>#включают <typeinfo>учебный класс Человек {общественный:    виртуальный ~Человек() = дефолт;};учебный класс Наемный рабочий : общественный Человек {};int главный() {    Человек человек;    Наемный рабочий наемный рабочий;    Человек* ptr = &наемный рабочий;    Человек& ссылка = наемный рабочий;        // Строка, возвращаемая typeid :: name, определяется реализацией.    стандартное::cout << типичный(человек).имя()              << стандартное::конец;  // Человек (статически известный во время компиляции).    стандартное::cout << типичный(наемный рабочий).имя()              << стандартное::конец;  // Сотрудник (статически известен во время компиляции).    стандартное::cout << типичный(ptr).имя()              << стандартное::конец;  // Человек * (статически известен во время компиляции).    стандартное::cout << типичный(*ptr).имя()              << стандартное::конец;  // Сотрудник (просматривается динамически во время выполнения                             // потому что это разыменование                             // указатель на полиморфный класс).    стандартное::cout << типичный(ссылка).имя()              << стандартное::конец;  // Сотрудник (ссылки также могут быть полиморфными)    Человек* п = nullptr;        пытаться {        типичный(*п); // Не неопределенное поведение; выбрасывает std :: bad_typeid.    } ловить (...) { }    Человек& p_ref = *п; // Неопределенное поведение: разыменование null    типичный(p_ref);      // не соответствует требованиям для выдачи std :: bad_typeid                        // потому что выражение для typeid не является результатом                        // применения унарного оператора *.}

Вывод (точный вывод зависит от системы и компилятора):

PersonEmployeePerson * EmployeeEmployee

dynamic_cast и Java cast

В dynamic_cast оператор в C ++ используется для понижение ссылка или указатель на более конкретный тип в иерархия классов. в отличие от static_cast, цель dynamic_cast должен быть указатель или же ссылка к учебный класс. В отличие от static_cast и C-стиль приведение типов (где проверка типа выполняется во время компиляции), проверка безопасности типа выполняется при время выполнения. Если типы несовместимы, исключение будет брошено (при работе с Рекомендации ) или нулевой указатель будет возвращен (при работе с указатели ).

А Ява приведение типов ведет себя аналогичным образом; если приводимый объект на самом деле не является экземпляром целевого типа и не может быть преобразован в один с помощью метода, определенного языком, экземпляр java.lang.ClassCastException будет брошен.^[4]

Пример

Предположим, что некоторые функция занимает объект типа А в качестве аргумента и желает выполнить дополнительную операцию, если переданный объект является экземпляром B, а подкласс из А. Это можно сделать с помощью dynamic_cast следующее.

#включают <array>#включают <iostream>#включают <memory>#включают <typeinfo>с помощью пространство имен стандартное;учебный класс А {общественный:    // Поскольку RTTI включен в таблицу виртуальных методов, должно быть по адресу    // хотя бы одна виртуальная функция.    виртуальный ~А() = дефолт;    пустота MethodSpecificToA() {        cout << «Был вызван метод, специфичный для A» << конец;    }};учебный класс B: общественный А {общественный:    пустота MethodSpecificToB() {        cout << «Был вызван метод, специфичный для B» << конец;    }};пустота Моя функция(А& my_a) {    пытаться {        // Приведение будет успешным только для объектов типа B.        B& my_b = dynamic_cast<B&>(my_a);        my_b.MethodSpecificToB();    } ловить (const bad_cast& е) {        Cerr << " Исключение " << е.Какие() << "брошен". << конец;        Cerr << «Объект не типа Б» << конец;    }}int главный() {    множество<unique_ptr<А>, 3> array_of_a; // Массив указателей на базовый класс A.    array_of_a[0] = make_unique<B>();   // Указатель на объект B.    array_of_a[1] = make_unique<B>();   // Указатель на объект B.    array_of_a[2] = make_unique<А>();   // Указатель на объект.    за (int я = 0; я < 3; ++я)        Моя функция(*array_of_a[я]);}

Вывод в консоль:

Был вызван метод, специфичный для B, был вызван метод, специфичный для B, было выбрано исключение std :: bad_cast. Объект не относится к типу B

Аналогичная версия Моя функция можно написать с указатели вместо Рекомендации:

пустота Моя функция(А* my_a) {    B* my_b = dynamic_cast<B*>(my_a);    если (my_b != nullptr)        my_b->methodSpecificToB();    еще        стандартное::Cerr << «Объект не типа Б» << стандартное::конец;}

Смотрите также

внешняя ссылка

[1] Sun Microsystems (2000). «Идентификация типа среды выполнения». Руководство по программированию на C ++. Oracle. Получено 16 апреля 2015.

[2] Бьярне Страуструп (Март 1993 г.). «История C ++: 1979–1991» (PDF). Бьярне Страуструп. п. 50. Получено 2009-05-18.

[3] Стандарт C ++ (ISO / IEC14882) раздел 5.2.8 [expr.typeid], 18.5.1 [lib.type.info] - http://cs.nyu.edu/courses/fall11/CSCI-GA.2110-003/documents/c++2003std.pdf

[4] ttp://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/ClassCastException.html

[1]

[2]

[3]

[4]