運(yùn)行時(shí)類型特性

相比于其他面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，C++更傾向于編譯時(shí)處理。如你之前所學(xué)，重寫方法之所以有效，是因?yàn)榉椒ㄅc其實(shí)現(xiàn)之間存在一層間接關(guān)系，而不是因?yàn)閷?duì)象內(nèi)置了對(duì)其所屬類的知識(shí)。然而，C++中確實(shí)有一些特性提供了對(duì)對(duì)象的運(yùn)行時(shí)視圖。這些特性通常被歸為一組功能，稱為運(yùn)行時(shí)類型信息（RTTI）。

RTTI提供了許多有用的特性，用于處理對(duì)象的類成員信息。其中一個(gè)特性是 dynamic_cast()，它允許你在面向?qū)ο蟮膶哟谓Y(jié)構(gòu)中安全地在類型之間轉(zhuǎn)換；這在本章前面已經(jīng)討論過(guò)。在沒(méi)有虛表（即沒(méi)有虛方法）的類上使用 dynamic_cast() 會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。

有趣且不尋常的繼承問(wèn)題

RTTI的第二個(gè)特性是 typeid 運(yùn)算符，它允許你在運(yùn)行時(shí)查詢對(duì)象的類型。大多數(shù)情況下，你不應(yīng)該需要使用 typeid，因?yàn)榛趯?duì)象類型有條件地運(yùn)行的代碼最好通過(guò)虛方法處理。以下代碼使用 typeid 根據(jù)對(duì)象的類型打印消息：

import <typeinfo>;
class Animal { public: virtual ~Animal() = default; };
class Dog : public Animal {};
class Bird : public Animal {};

void speak(const Animal& animal) {
    if (typeid(animal) == typeid(Dog)) {
        cout << "Woof!" << endl;
    } else if (typeid(animal) == typeid(Bird)) {
        cout << "Chirp!" << endl;
    }
}

每當(dāng)你看到這樣的代碼時(shí)，你應(yīng)該立即考慮使用虛方法重新實(shí)現(xiàn)功能。在這種情況下，更好的實(shí)現(xiàn)方式是在 Animal 類中聲明一個(gè)名為 speak() 的虛方法。Dog 類重寫該方法以打印 "Woof!"，而 Bird 類重寫該方法以打印 "Chirp!"。這種方法更符合面向?qū)ο缶幊痰乃枷耄磳⑴c對(duì)象相關(guān)的功能賦予這些對(duì)象。

警告：typeid 運(yùn)算符只有在類至少有一個(gè)虛方法時(shí)才能正確工作，即當(dāng)類有虛表時(shí)。此外，typeid 運(yùn)算符會(huì)從其參數(shù)中去除引用和常量修飾符。typeid 運(yùn)算符可能對(duì)于日志記錄和調(diào)試目的有用。以下代碼展示了如何使用 typeid 進(jìn)行日志記錄。logObject() 函數(shù)接受一個(gè)可記錄的對(duì)象作為參數(shù)。這種設(shè)計(jì)使得任何可以被記錄的對(duì)象都繼承自 Loggable 類，并支持一個(gè)名為 getLogMessage() 的方法。

class Loggable { public: virtual ~Loggable() = default; virtual std::string getLogMessage() const = 0; };
class Foo : public Loggable { public: std::string getLogMessage() const override { return "Hello logger."; } };

繼承技巧的發(fā)現(xiàn)

class Loggable {
public:
    virtual ~Loggable() = default;
    virtual std::string getLogMessage() const = 0;
};

class Foo : public Loggable {
public:
    std::string getLogMessage() const override {
        return "Hello logger.";
    }
};

void logObject(const Loggable& loggableObject) {
    cout << typeid(loggableObject).name() << ": ";
    cout << loggableObject.getLogMessage() << endl;
}

logObject() 函數(shù)首先將對(duì)象類的名稱寫入輸出流，然后是其日志消息。這樣，當(dāng)你稍后閱讀日志時(shí)，你可以看到每條寫入的行是由哪個(gè)對(duì)象負(fù)責(zé)的。以下是使用 Microsoft Visual C++ 2019 編譯并調(diào)用 logObject() 函數(shù)時(shí)生成的輸出示例：

class Foo: Hello logger.

如你所見(jiàn)，由 typeid 運(yùn)算符返回的名稱是 “class Foo”。然而，這個(gè)名稱依賴于你使用的編譯器。例如，如果你使用 GCC 編譯相同的代碼，輸出將如下所示：

3Foo: Hello logger.

注意：如果你使用 typeid 進(jìn)行的目的不是日志記錄和調(diào)試，請(qǐng)考慮使用虛方法重新實(shí)現(xiàn)它。