C++杂记——RTTI

run-time type information or run-time type identification (RTTI)

RTTI（Runtime Type Information）是C++中的一个特性，允许程序在运行时获取类型信息。它主要用于多态（尤其是基于类的多态）时，帮助判断对象的实际类型。

RTTI的主要功能

• 类型识别：使用 typeid 运算符，可以获取对象的类型信息。
• 类型转换：使用 dynamic_cast 可以安全地将基类指针或引用转换为派生类指针或引用，从而判断和使用派生类的功能。

RTTI的原理 RTTI的实现依赖于编译器在编译时生成一些额外的信息。具体来说：

• 基类信息结构：每个具有虚函数的类会有一个与之相关的“虚表”（vtable），其中包含指向虚函数的指针。同时，每个类的每个对象会有一个指向其类型信息结构的指针，通常称为“类型信息对象”（type_info）。
• typeid 操作符：使用 typeid 时，系统会查找对象的类型信息，返回对应的 std::type_info 对象，提供类名、比较等信息。
• dynamic_cast 操作符：这是一个安全的类型转换操作符，使用时系统会在运行时检查类型安全。如果目标类型与对象的实际类型不匹配，dynamic_cast 将返回 nullptr（对于指针）或者抛出 std::bad_cast 异常（对于引用）。

注意事项

• 需要虚函数：为了使用RTTI，类必须至少有一个虚函数（这样才能生成vtable和类型信息）。
• 性能开销：RTTI会引入一定的性能开销，尤其是在频繁进行类型检查和转换的场合。
• 不支持非多态类型：RTTI仅对具有虚函数的类有效，而对于普通的非虚类，类型信息在运行时不能获得。

参考

Run-time type information