第17章　RTTI和类型转换操作符

    运行时类型识别（RunTime Type Identification,RTTI），它是C++中相对较新的特性，一些老式的编译器可能不支持，不同编译器的实现方法也不尽相同。

    本章主要涉及以下知识点。

    ❑RTTI机制：介绍关于程序运行时类型识别的相关知识。

    ❑类型转换操作符：介绍常用的几种类型转换操作符。

    17.1　RTTI机制

    C++是一种静态类型语言。其数据类型是在编译期就确定的，不能在运行时更改。在第11章中讲述了多态的概念，虚函数的使用使得动态联编成为可能。例如存在一个类层次结构A-＞B-＞C，结构定义如下所示。

    class A{……}；//包含虚函数 class B：public A{……}； class C：public B{……}；

    此时，可以直接用派生类（B类或C类）对象为A类指针赋值，而且，通过该A类指针调用虚成员函数时，调用的版本是为其赋值的派生类对此虚函数的覆盖定义。当然，不可能把所有函数都定义成虚函数，对派生类中定义的普通函数来说，使用A类指针调用该函数是否合法需要具体分析。

    先来看如下的强制类型转换机制。

    A*pa=new B； Bpb=（B）pa；//直接赋值编译器会报错，需要强制转换上述代码是很安全的，因为pa指向的堆空间中存储的恰好为B类对象，此时使用pb调用B类中定义的非虚函数不会出错，另一个转换如下所示。 A*pa=new A； Bpb=（B）pa；

    虽然编译器不会报错，但上述代码明显不安全并存在问题，此时使用pb调用B类中调用的非虚函数必然会出错。

    注意

    虚函数调用只取决于是什么类型的变量为指针赋值，而与指针类型无关，因此不涉及类型判断问题。

    17.1.1　dynamic_cast操作符

    使用派生类对象为基类指针赋值是安全的，可什么时候使用基类指针为派生类指针赋值是安全的呢？C++提供了操作符dynamic_cast，其语法如下所示。

    Tsonp1=dynamic_cast＜Tson＞（pbase）；

    其中pbase是基类指针，Tson是派生类型，如果pbase指向的对象是Tson型或Tson的派生类型，指针转换成功，否则p1为null，即空指针，如示例代码17.1所示。

    代码17.1　dynamic_cast的使用DynamicCastSample

    ＜—————————————-文件名：example1701.cpp—————————————-＞ 01　#include＜iostream＞ 02　using namespace std； 03　class A//基类定义 04　{ 05　public： 06　virtual void disp（）//虚函数 07　{ 08　cout＜＜"disp（）in A"＜＜endl； 09　} 10　void printA（）//普通成员函数 11　{ 12　cout＜＜"print（）in A"＜＜endl； 13　}； 14　}； 15　class B：public A//派生类 16　{ 17　public： 18　void disp（）//虚函数覆盖 19　{ 20　cout＜＜"disp（）in B"＜＜endl； 21　} 22　void printB（）//普通成员函数 23　{ 24　cout＜＜"print（）in B"＜＜endl； 25　} 26　}； 27　int main（） 28　{ 29　A*pa=new B； 30　BpB=dynamic_cast＜B＞（pa）；//转换是安全的 31　if（pB！=NULL） 32　{ 33　pB-＞printB（）； 34　} 35　else 36　cout＜＜"转换不安全，退出"＜＜endl； 37　A*p1=new A； 38　Bp2=dynamic_cast＜B＞（p1）；//转换并不安全 39　if（p2！=NULL） 40　{ 41　p2-＞printB（）； 42　} 43　else 44　cout＜＜"转换不安全，退出"＜＜endl； 45　return 0； 46　}

    输出结果如下所示。

    print（）in B 转换不安全，退出

    注意

    虽然VC6编译器支持RTTI，但默认情况下，该特性是关闭的，因此，在编译代码17.1时，需要将该特性打开，否则程序虽可通过编译，但运行中会报错。打开方式为：单击“Project”菜单，执行“Setting”命令或直接按快捷键“Alt+F7”，在弹出的“Project Setting”对话框中，选择C/C++页，单击“Enable Runtime Type Information”前的复选框启动该特性。

    【代码解析】代码第30和38行演示了dynamic_cast操作符的使用，在使用基类指针为派生类指针赋值时，编译器会根据基类指针实际指向的对象来决定转换是否安全，如果转换不安全，则停止该转换，将指针置为NULL。相比之下，普通的强制类型转换不会进行安全性检查，容易出现运行错误。

    dynamic_cast也可用于引用，由于没有与空指针对应的引用，因此，当转换不安全时，dynamic_cast将抛出bad_cast异常，该异常是从exception类派生而来的，定义在头文件typeinfo中，使用格式如下所示。

    #include＜typeinfo＞//包含要用的头文件 …… try//try块用以标记可能抛出异常的区域 { Tson＆rs=dynamic_cast＜Tson＆＞（rbase）；//引用的转换 …… } catch（bad_cast＆）//异常捕获机制 { …… }

    其中，Tson是派生类型，rbase是基类引用，当基类引用的对象是Tson类型或Tson类的派生类时转换成功，否则转换失败，抛出异常。