作者：武汉华嵌技术部       姚老师

 

     Runtime Type Information，即运行时确定对象的类型，是C++语言和面向对象理论中的一个重用技术。通常情况下，具有继承树关系的一组对象，通过 UPCAST，交由位于根的基类进行同一处理，这在设计Application Framework的时候，是至关重要的。

    这也带来了两个难以把握的技术难题：

   1是动态绑定，在C++中以虚函数的形式实现。

   2是运行时类型的识别，即RIIT。

   动态绑定的重要性不言而喻，很多书籍文章都在讨论。而RTTI同样重用，若忽视了，则会造成指鹿为马、指狗为猫的错误。

   可以通过下面的C++代码来描述：

#include <iostream>

using namespace std;

 class CAnimal

{

protected:

      char type[32];

};

 class CDog:public CAnimal

{

public:

      CDog()

      {

           strcpy(type, "Dog");

      }

};

 class CCat: public CAnimal

{

public:

      CCat()

      {

           strcpy(type, "Cat");

      }

     void CatchMouse()

      {

           cout << type << " Catch Mouse" << endl;

      }

};

 注意：

1） CatchMouse()方法是猫类独有的

2 ）构造函数中，指定了对象的类型。

 接下来，创建一只狗，通过UPCAST到父类CAnimal ，然后强制DOWNCAST转化为猫，这样实现了指狗为猫，并且让狗拿耗子。代码如下：

int main()

{

      CAnimal * pa=new CDog;

      CCat * pc= (CCat * )pa;

      pc->CatchMouse();

      return 0;

}

让人惊奇的是，这段代码不但可以通过编译，还能运行出“狗拿耗子”这样荒谬的结果。

其他的面向对象语言，比如JAVA，决不让这样的程序运行，为什么C++反而可以呢？通过仔细研究发现，C++编译后，成员函数并不包含在对象当中，以下代码可以作证：

int main()

{

      cout << sizeof(CAnimal) << endl;

      cout << sizeof(CCat) << endl;

      cout << sizeof(CDog) << endl;

      return 0;

}

结果是

32

32

32

可见对象只包含数据成员，成员函数游离于对象之外。

 C++是静态语言，在编译时，确定函数的入口地址，因此由于指针的阴差阳错，误调用了猫类的CatchMouse()

 若将猫类的CatchMouse()声明为虚函数，则通过编译，但出现运行错误，代码如下：

 class CCat: public CAnimal

{

public:

      CCat()

      {

           strcpy(type, "Cat");

      }

 virtual void CatchMouse()

      {

           cout << type << " Catch Mouse" << endl;

      }

};

仔细观察，发现猫类对象的大小有所增加，代码和结果如下：

int main()

{

      cout << sizeof(CAnimal) << endl;

      cout << sizeof(CCat) << endl;   //36

      cout << sizeof(CDog) << endl;   //32

 

      return 0;

}

     增加的部分正好是VTable，而在堆内存中创建的是狗对象，尽管经过UPCAST和DOWNCAST被强行指为猫，但对内存中仍然是狗，并没有猫的VTable，因此出现运行错误。

    新版的C++标准，提供了typeid运算符，来实现RTTI功能，代码如下：

 int main()

{

      CAnimal * pa=new CDog;

      CCat * pc= (CCat * )pa;

 

      if(typeid(*(CAnimal *)pc) == typeid(CCat))

      {

           pc->CatchMouse();

      }

      else

      {

           cout << "Is Not a Cat" << endl;

      }

 

      return 0;

}

 注意：

1） 先要转为父类的指针。

2） VC6做以下设置：

Project->Settings->C++Language->Enable RTTI

 但早期的C++编译器，并不支持typeid运算符，因此一些历史悠久的类库，比如MFC，却采用了一些旁门左道的方法：将类别的信息放入链表中，然后一一对比，如图：

 首先准备一个结构体：

 struct CRuntimeClass

{

      // Attributes

      LPCSTR m_lpszClassName;

      int m_nObjectSize;

      UINT m_wSchema; // schema number of the loaded class

      CObject* (PASCAL* m_pfnCreateObject)(); // NULL => abstract class

      CRuntimeClass* m_pBaseClass;

      // CRuntimeClass objects linked together in simple list

      static CRuntimeClass* pFirstClass; // start of class list

      CRuntimeClass* m_pNextClass; // linked list of registered classes

}

然后以静态成员形式，塞入每个类当中：

位于根的基类：

// in header file

class CObject

{

public:

      virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const;

      ...

public:

      static CRuntimeClass classCObject;

};

 

// in implementation file

static char szCObject[] = "CObject";

 struct CRuntimeClass CObject::classCObject =

{ szCObject, sizeof(CObject), 0xffff, NULL, NULL };

 static AFX_CLASSINIT _init_CObject(&CObject::classCObject);

 

CRuntimeClass* CObject::GetRuntimeClass() const

{

      return &CObject::classCObject;

}

 以及派生类：

// in header file

class CView : public CWnd

{

public:

      static CRuntimeClass classCView; \

           virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const;

      ...

};

 // in implementation file

static char _lpszCView[] = "CView";

 CRuntimeClass CView::classCView = {

      _lpszCView, sizeof(CView), 0xFFFF, NULL,

           &CWnd::classCWnd, NULL };

 

      static AFX_CLASSINIT _init_CView(&CView::classCView);

     CRuntimeClass* CView::GetRuntimeClass() const

      { return &CView::classCView; }

 

于是这样把每个对象的类型追踪出来。

void PrintAllClasses()

{

      CRuntimeClass* pClass;

      // just walk through the simple list of registered classes

      for (pClass = CRuntimeClass::pFirstClass; pClass != NULL;

      pClass = pClass->m_pNextClass)

      {

           cout << pClass->m_lpszClassName << "\n";

           cout << pClass->m_nObjectSize << "\n";

           cout << pClass->m_wSchema << "\n";

      }

}

 （本文为武汉华嵌嵌入式培训所创，http://www.embedhq.org  转载请注明来源）

 

相关链接：

1）  C++双平台就业班

2） 华嵌成功实施邮科院虹信公司Linux下C++企业内训

专栏文章内容及配图由作者撰写发布，仅供工程师学习之用，如有侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 联系我们