从零开始学C++之RTTI、dynamic_cast、typeid、类与类之间的关系uml

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一、RTTI

Run-time type information (RTTI) is a mechanism that allows the type of an object to be determined during program execution.

There are three main C++ language elements to run-time type information:

The
dynamic_cast operator.

Used for conversion of polymorphic types.

The
typeid operator.

Used for identifying the exact type of an object.

The
type_info class.

Used to hold the type information returned by the typeid operator.

class type_info {

public:

virtual ~type_info();

bool operator==(const type_info& rhs) const;

bool operator!=(const type_info& rhs) const;

int before(const type_info& rhs) const;

const char* name() const;

const char* raw_name() const;

private:

void *_m_data;

char _m_d_name[1];

type_info(const type_info& rhs);

type_info& operator=(const type_info& rhs);

static const char _Name_base(const type_info *,__type_info_node* __ptype_info_node);
};

The result of typeid is a const type_info&. The value is a reference to a type_info object that represents either the type-id or the type of the expression,
depending on which form of typeid is used.

为了支持RTTI，为每一个多态类创建一个type_info 对象（静态数据区），并把其地址保存到vtable中的固定位置（一般为第一个位置）（取决于具体编译器实现，标准并没有规定）。

C++ Code

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#include <iostream> using namespace std; class Shape { public: virtual void Draw() = 0; virtual ~Shape() {} }; class Circle : public Shape { public: void Draw() { cout << "Circle Draw ..." << endl; } }; class Square : public Shape { public: void Draw() { cout << "Square Draw ..." << endl; } }; int main(void) { Shape *p; Circle c; p = &c; p->Draw(); //使用dynamic_cast 的条件 //1、开启运行时类型信息；2、应用在具有多态关系的继承体系上； if (dynamic_cast<Circle *>(p)) { cout << "p is point to a Circle object" << endl; Circle *cp = dynamic_cast<Circle *>(p); // 安全向下转型 cp->Draw(); //效率没有 p->Draw(); 高 } else if (dynamic_cast<Square *>(p)) { cout << "p is point to a Square object" << endl; } else { cout << "p is point to a Other object" << endl; } cout << typeid(*p).name() << endl; cout << typeid(Circle).name() << endl; if (typeid(Circle).name() == typeid(*p).name()) { cout << "p is point to a Circle object" << endl; ((Circle *)p)->Draw(); } else if (typeid(Square).name() == typeid(*p).name()) { cout << "p is point to a Circle object" << endl; ((Square *)p)->Draw(); } else { cout << "p is point to a Other object" << endl; } return 0; }

如上所述，dynamic_cast 和 typeid 操作符 都可以实现运行时类型识别。其中使用dynamic_cast 时需要开启运行时类型信息，在项目-》属性-》C/C++-》语言-》启用运行时类型信息。在使用typeid时需要注意的是返回的是type_info 对象的引用，且type_info 类的拷贝构造函数和赋值运算符都声明为私有，故不能这样写： type_info tf = typeid(Circle);

二、类与类之间的关系

Unified Modeling Language (UML)又称统一建模语言或标准建模语言,是始于1997年一个OMG标准，它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言。

1、继承（泛化）Generalization



Manager 继承自Employee.

2、关联 Association，单向关联 DirectedAssociation



Order 作为Customer 的成员，如vector<Order> orders ;

3、聚合 Aggregation



class B

class A

{

public:

B* b_;

};

当A释放时，不负责B的释放，也许B是被共享的。

4、组合 Composition



当Company 释放时要负责Department 的释放，Department 不是共享的。

5、依赖 Dependency



类A依赖于B:

从语义上来上是A use B，偶然的，临时的

B作为A的成员函数参数

B作为A的成员函数的局部变量

A的成员函数调用B的静态方法

比较5种关系：

继承体现的是类与类之间的纵向关系，其他4种体现的是类与类之间的横向关系。

关联强弱

依赖<关联<聚合<组合
继承(A is B)

关联、聚合、组合(A has B)

依赖(A use B)

参考：

C++ primer 第四版

Effective C++ 3rd

C++编程规范