深入探究C++ typeid

一、typeid的概念

C++里的typeid是運算符，可以獲取一個表達式的類型信息。它的返回值是一個類型信息的引用類型，表示該表達式的數據類型。

// 示例代碼
#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 0;
    double b = 1.0;
    const string c = "hello";
    
    cout << typeid(a).name() << endl;
    cout << typeid(b).name() << endl;
    cout << typeid(c).name() << endl;

    return 0;
}

運行以上代碼，輸出如下：

i
d
NSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEE

可以看到輸出的內容都是類型信息，分別對應int類型、double類型和string類型。

二、typeid的使用

C++里的typeid可以用於不同的場景，本節將會介紹一些常見的使用方式。

1. typeid與指針

使用typeid獲取指針所指向的類型信息。

// 示例代碼
#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 0;
    double b = 1.0;
    const string c = "hello";
    
    cout << typeid(&a).name() << endl;
    cout << typeid(&b).name() << endl;
    cout << typeid(&c).name() << endl;

    return 0;
}

運行以上代碼，輸出如下：

Pi
Pd
PKc

可以看到輸出的內容都是指針類型信息。

2. typeid與多態及繼承

運用typeid可以方便地獲取對象的類型信息，在多態及繼承的場景下特別有用。

示例代碼如下：

// 示例代碼
#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

class Animal {
public:
    virtual void speak() {}
};

class Cat : public Animal {
public:
    virtual void speak() {
        cout << "I'm a cat." << endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    virtual void speak() {
        cout << "I'm a dog." << endl;
    }
};

void outputType(Animal* a) {
    if (typeid(*a) == typeid(Cat)) {
        cout << "Cat" << endl;
    } else if (typeid(*a) == typeid(Dog)) {
        cout << "Dog" << endl;
    }
}

int main()
{
    Cat c;
    Dog d;

    Animal* a1 = &c;
    Animal* a2 = &d;

    outputType(a1);
    outputType(a2);

    return 0;
}

運行以上代碼，輸出如下：

Cat
Dog

可以看到在outputType()中使用了typeid來判斷傳入的指針的類型，並輸出類型名稱。

三、typeid的局限性

雖然使用typeid可以方便地獲取對象的類型信息，但是在某些場景下會受到其局限性的影響。

1. typeid與基本類型

在基本類型（例如int、double等）的場景下，typeid無法提供具體的類型信息。

// 示例代碼
#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

int main()
{
    int i = 0;
    double d = 1.0;
    
    cout << typeid(i).name() << endl;
    cout << typeid(d).name() << endl;

    return 0;
}

運行以上代碼，輸出如下：

i
d

可以看到輸出的內容只包含類型信息，無法提供有用信息。

2. typeid與泛型

在虛擬函數和泛型編程中，使用typeid也會受到一定的限制。

// 示例代碼
#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

template <typename T>
void printType(T t) {
    cout << typeid(t).name() << endl;
}

int main()
{
    int i = 0;
    double d = 1.0;
    const string c = "hello";
    
    printType(i);
    printType(d);
    printType(c);

    return 0;
}

運行以上代碼，輸出如下：

i
d
NSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEE

可以看到在使用模板函數時，typeid的顯示方式與普通的方法有所不同，無法直接獲取類型名稱。

四、總結

C++中的typeid可以方便地獲取類型信息，與面向對象編程的多態機制和繼承機制相輔相成，在某些場景下使用效果明顯。但值得注意的是，typeid也存在一些局限性，比如在基本類型和泛型編程的場景下效果不佳，需要開發者在使用時進行注意。