C++ 汎用プログラミングで実行時の型情報を処理するにはどうすればよいですか?

C++ ジェネリック プログラミングでは、ランタイム型情報 (RTTI) を処理するために 2 つのメソッドが提供されています。 Dynamic_cast 演算子は、基本クラスのポインターまたは参照を派生クラスのポインターまたは参照に変換するために使用されます。 typeid 演算子はオブジェクトの型情報を返し、型名はその name() メンバー関数を通じて取得できます。 RTTI は便利ですが、追加のオーバーヘッドが発生するため、バイナリ互換性の問題が発生する可能性があることに留意し、必要な場合にのみ推奨します。

C++ ジェネリック プログラミングにおける実行時型情報 (RTTI) の処理

C++ ジェネリック プログラミングでは、多くの場合、実行時にオブジェクトまたは参照変数の型情報を取得する必要があります。 C++ は、この目的のためにランタイム型情報 (RTTI) メカニズムを提供します。

dynamic_cast の使用

dynamic_cast 演算子は、基本クラスのポインターまたは参照を派生クラスのポインターまたは参照に変換するために使用されます。変換が成功した場合は、派生クラスへのポインターまたは参照が返され、それ以外の場合は、nullptr が返されます。 dynamic_cast 运算符用于将一个基类指针或引用转换为派生类指针或引用。如果转换成功，它返回派生类的指针或引用；否则，返回 nullptr。

class Base { };
class Derived : public Base { };

int main() {
  Base* base_ptr = new Derived();

  // 检查 base_ptr 是否指向 Derived 对象
  Derived* derived_ptr = dynamic_cast<Derived*>(base_ptr);
  if (derived_ptr != nullptr) {
    // 转换成功，base_ptr 指向 Derived 对象
  }
}

使用 typeid

typeid 运算符返回对象的类型信息，该类型信息是一个 std::type_info 对象。可以使用 name() 成员函数获取类型名称，可以使用 before() 和 after()

class Base { };
class Derived : public Base { };

int main() {
  Base obj;
  std::cout << typeid(obj).name() << std::endl; // 输出：Base

  // 检查 obj 是否属于 Derived 类型
  if (typeid(obj).before(typeid(Derived))) {
    std::cout << "obj is not a Derived object" << std::endl;
  }
}

typeid

class Shape {
public:
  virtual void draw() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
  void draw() override {
    std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
  }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
  void draw() override {
    std::cout << "Drawing a rectangle" << std::endl;
  }
};

class Triangle : public Shape {
public:
  void draw() override {
    std::cout << "Drawing a triangle" << std::endl;
  }
};

int main() {
  std::vector<Shape*> shapes{new Circle, new Rectangle, new Triangle};

  for (auto shape : shapes) {
    // 使用 RTTI 获取形状类型
    std::cout << "Drawing a " << typeid(*shape).name() << std::endl;

    // 根据类型调用相应的方法
    shape->draw();
  }
}

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RTTI 使用上の注意事項

RTTI は追加のオーバーヘッドを発生させるため、必要な場合にのみ使用することをお勧めします。 RTTI はバイナリ互換性の問題を引き起こす可能性があるため、ライブラリで RTTI を使用する場合は注意してください。

実際的なケース

シナリオ:

Drawing a Circle
Drawing a Rectangle
Drawing a Triangle

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