TypeInfo详解

一、Typeinfo概述

Typeinfo是C++中的一个关键字，用于获取类型信息。它可以返回指向std::type_info对象的指针，这个对象包含了类型的名称和一些其他信息。

通过Typeinfo，我们可以在程序运行时确定一个对象的类型，并按照其类型进行相应的处理。 Typeinfo最开始是在C++的RTTI（Run-Time Type Identification）标准中引入的，可以作为动态多态的一种实现方式。

使用Typeinfo需要包含头文件。

二、获取Typeinfo

我们可以通过对象以及类型名来获取Typeinfo。

1. 通过对象获取Typeinfo

#include <typeinfo>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int n = 10;
    const type_info &info = typeid(n);
    cout << info.name() << endl;
    return 0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个int类型的变量n，然后使用typeid(n)获取Typeinfo，最后通过.name()方法输出了变量类型的名称。在此例中输出结果为“int”。

2. 通过类型名称获取Typeinfo

#include <typeinfo>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    const type_info &info = typeid(int);
    cout << info.name() << endl;
    return 0;
}

在这个例子中，我们直接用typeid(int)来获取int类型的Typeinfo，输出结果也是“int”，与上一个例子相同。

三、Typeinfo用法

1. 在继承中使用Typeinfo

#include <typeinfo>
#include <iostream>

using namespace std;

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

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

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

int main() {
    Circle c;
    Shape *s = &c;
    if (typeid(*s) == typeid(Circle)) {
        s->draw();
    }
    return 0;
}

在这个例子中，我们先定义了一个基类Shape和两个派生类Circle和Rectangle，并且重写了继承的虚函数draw()。然后我们定义了一个Shape类型的指针s并将其赋值为Circle类型的对象，最后使用typeid(*s)来获取指针指向对象的Typeinfo，并判断是否等于Circle类型的Typeinfo。如果相等，就可以通过Circle类型的指针来调用draw()函数。

2. 在模板中使用Typeinfo

#include <typeinfo>
#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T>
class Animal {
public:
    void whoAmI() {
        cout << typeid(T).name() << endl;
    }
};

int main() {
    Animal<int> a1;
    Animal<char> a2;
    a1.whoAmI();
    a2.whoAmI();
    return 0;
}

在这个例子中，我们使用模板来定义Animal类，并使用typeid(T)来获取模板类型的Typeinfo。在主函数中，我们分别定义了Animal<int>和Animal<char>类型的对象a1和a2，并分别调用了它们的whoAmI()函数，用于输出它们的类型名称。

3. 异常类型判断

#include <typeinfo>
#include <iostream>
#include <exception>

using namespace std;

int main() {
    try {
        throw std::runtime_error("Exception!");
    } catch (const exception &e) {
        if (typeid(e) == typeid(runtime_error)) {
            cerr << e.what() << endl;
        } else {
            cerr << "Unknown exception." << endl;
        }
    }
    return 0;
}

在这个例子中，我们使用了C++标准库中的std::exception和std::runtime_error异常类，并在try-catch语句中捕获了一些具有std::exception类型的异常。然后使用typeid(e)来获取捕获到异常的Typeinfo，并判断其是否等于std::runtime_error类型的Typeinfo。如果相等，输出异常信息；否则输出“Unknown exception.”。

四、实现自己的Typeinfo

我们可以重载运算符“operator==”来实现自定义类型的Typeinfo获取。

#include <typeinfo>
#include <iostream>

using namespace std;

class MyType {
public:
    bool operator==(const type_info &info) const {
        return (typeid(MyType) == info);
    }
};

int main() {
    MyType t;
    const type_info &info = typeid(t);
    if (info == typeid(MyType)) {
        cout << "type matched." << endl;
    }
    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个MyType类，并在其中重载了运算符“==”。在运算符中使用typeid(MyType)来获取MyType类型的Typeinfo，并在调用处使用相等运算符“==”来比较获取到的Typeinfo和自定义类型的Typeinfo。

五、小结

本文对Typeinfo进行了详细的阐述和分析。通过多个方面对Typeinfo的用法进行了介绍和示例，包括了通过对象和类型名称获取Typeinfo、在继承中使用Typeinfo、在模板中使用Typeinfo、异常类型判断和实现自己的Typeinfo。Typeinfo是动态多态的关键，并且在许多程序中有重要的作用。在使用Typeinfo时，还需要注意一些细节和限制，比如不能获取对象的完整信息等。