6.8. 运行时类型识别

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Tip

我们禁止使用 RTTI.

定义:

RTTI 允许程序员在运行时识别 C++ 类对象的类型. 它通过使用 typeid 或者 dynamic_cast 完成.

优点:

RTTI 的标准替代 (下面将描述) 需要对有问题的类层级进行修改或重构. 有时这样的修改并不是我们所想要的, 甚至是不可取的, 尤其是在一个已经广泛使用的或者成熟的代码中.RTTI 在某些单元测试中非常有用. 比如进行工厂类测试时, 用来验证一个新建对象是否为期望的动态类型. RTTI 对于管理对象和派生对象的关系也很有用.在考虑多个抽象对象时 RTTI 也很好用. 例如:

  1. bool Base::Equal(Base other) = 0;
    bool Derived::Equal(Base     other) {
      Derived that = dynamic_cast<Derived>(other);
      if (that == NULL)
        return false;
      …
    }


缺点:

在运行时判断类型通常意味着设计问题. 如果你需要在运行期间确定一个对象的类型, 这通常说明你需要考虑重新设计你的类.随意地使用 RTTI 会使你的代码难以维护. 它使得基于类型的判断树或者 switch 语句散布在代码各处. 如果以后要进行修改, 你就必须检查它们.

结论:

RTTI 有合理的用途但是容易被滥用, 因此在使用时请务必注意. 在单元测试中可以使用 RTTI, 但是在其他代码中请尽量避免. 尤其是在新代码中, 使用 RTTI 前务必三思. 如果你的代码需要根据不同的对象类型执行不同的行为的话, 请考虑用以下的两种替代方案之一查询类型:虚函数可以根据子类类型的不同而执行不同代码. 这是把工作交给了对象本身去处理.如果这一工作需要在对象之外完成, 可以考虑使用双重分发的方案, 例如使用访问者设计模式. 这就能够在对象之外进行类型判断.如果程序能够保证给定的基类实例实际上都是某个派生类的实例, 那么就可以自由使用 dynamic_cast. 在这种情况下, 使用 dynamic_cast 也是一种替代方案.基于类型的判断树是一个很强的暗示, 它说明你的代码已经偏离正轨了. 不要像下面这样:

  1. if (typeid(data) == typeid(D1)) {
      …
    } else if (typeid(    data) == typeid(D2)) {
      …
    } else if (typeid(*data) == typeid(D3)) {
    …


一旦在类层级中加入新的子类, 像这样的代码往往会崩溃. 而且, 一旦某个子类的属性改变了, 你很难找到并修改所有受影响的代码块.不要去手工实现一个类似 RTTI 的方案. 反对 RTTI 的理由同样适用于这些方案, 比如带类型标签的类继承体系. 而且, 这些方案会掩盖你的真实意图.