TypeInfo詳解

一、Typeinfo概述

Typeinfo是C++中的一個關鍵字，用於獲取類型信息。它可以返回指向std::type_info對象的指針，這個對象包含了類型的名稱和一些其他信息。

通過Typeinfo，我們可以在程序運行時確定一個對象的類型，並按照其類型進行相應的處理。 Typeinfo最開始是在C++的RTTI（Run-Time Type Identification）標準中引入的，可以作為動態多態的一種實現方式。

使用Typeinfo需要包含頭文件。

二、獲取Typeinfo

我們可以通過對象以及類型名來獲取Typeinfo。

1. 通過對象獲取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，我們定義了一個int類型的變數n，然後使用typeid(n)獲取Typeinfo，最後通過.name()方法輸出了變數類型的名稱。在此例中輸出結果為「int」。

2. 通過類型名稱獲取Typeinfo

#include <typeinfo>
#include <iostream>

using namespace std;

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

在這個例子中，我們直接用typeid(int)來獲取int類型的Typeinfo，輸出結果也是「int」，與上一個例子相同。

三、Typeinfo用法

1. 在繼承中使用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;
}

在這個例子中，我們先定義了一個基類Shape和兩個派生類Circle和Rectangle，並且重寫了繼承的虛函數draw()。然後我們定義了一個Shape類型的指針s並將其賦值為Circle類型的對象，最後使用typeid(*s)來獲取指針指向對象的Typeinfo，並判斷是否等於Circle類型的Typeinfo。如果相等，就可以通過Circle類型的指針來調用draw()函數。

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;
}

在這個例子中，我們使用模板來定義Animal類，並使用typeid(T)來獲取模板類型的Typeinfo。在主函數中，我們分別定義了Animal<int>和Animal<char>類型的對象a1和a2，並分別調用了它們的whoAmI()函數，用於輸出它們的類型名稱。

3. 異常類型判斷

#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;
}

在這個例子中，我們使用了C++標準庫中的std::exception和std::runtime_error異常類，並在try-catch語句中捕獲了一些具有std::exception類型的異常。然後使用typeid(e)來獲取捕獲到異常的Typeinfo，並判斷其是否等於std::runtime_error類型的Typeinfo。如果相等，輸出異常信息；否則輸出「Unknown exception.」。

四、實現自己的Typeinfo

我們可以重載運算符「operator==」來實現自定義類型的Typeinfo獲取。

#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;
}

在這個例子中，我們定義了一個MyType類，並在其中重載了運算符「==」。在運算符中使用typeid(MyType)來獲取MyType類型的Typeinfo，並在調用處使用相等運算符「==」來比較獲取到的Typeinfo和自定義類型的Typeinfo。

五、小結

本文對Typeinfo進行了詳細的闡述和分析。通過多個方面對Typeinfo的用法進行了介紹和示例，包括了通過對象和類型名稱獲取Typeinfo、在繼承中使用Typeinfo、在模板中使用Typeinfo、異常類型判斷和實現自己的Typeinfo。Typeinfo是動態多態的關鍵，並且在許多程序中有重要的作用。在使用Typeinfo時，還需要注意一些細節和限制，比如不能獲取對象的完整信息等。