在C++11中检查对象类型

Question

我有一个继承自A的类B。

class A
{
};

class B : public A
{
};

我有三个对象。

A* a = new A();
A* a2 = new B();
B* b = new B();

我想知道，如果检查A是A类型的对象，a2是B类型(不是A)的对象，b是B类型的对象。

我试过打字比较，但没有给出正确的答案。

cout << (typeid(*a) == typeid(A)) << endl; // -> 1
cout << (typeid(*a2) == typeid(A)) << endl; // -> 1
cout << (typeid(*b) == typeid(A)) << endl; // -> 0

cout << (typeid(*a) == typeid(B)) << endl; // -> 0
cout << (typeid(*a2) == typeid(B)) << endl; // -> 0
cout << (typeid(*b) == typeid(B)) << endl; // -> 1

我尝试了动态转换，但是我得到了编译错误。

B* derived = dynamic_cast<B*>(a);
if (derived) {
    cout << "a is B";
}
derived = dynamic_cast<B*>(a2);
if (derived) {
    cout << "a2 is B";
}
derived = dynamic_cast<B*>(b);
if (derived) {
    cout << "b is B";
}

typename.cpp: In function 'int main(int, char**)':
typename.cpp:27:36: error: cannot dynamic_cast 'a' (of type 'class A*') to type 'class B*' (source type is not polymorphic)
     B* derived = dynamic_cast<B*>(a);
                                    ^
typename.cpp:31:34: error: cannot dynamic_cast 'a2' (of type 'class A*') to type 'class B*' (source type is not polymorphic)
     derived = dynamic_cast<B*>(a2);

我使用静态类型转换，但我得到了错误的答案。

B* derived = static_cast<B*>(a);
if (derived) {
    cout << "a is B"; // -> YES
}
derived = static_cast<B*>(a2);
if (derived) {
    cout << "a2 is B"; // -> YES
}
derived = dynamic_cast<B*>(b);
if (derived) {
    cout << "b is B"; // -> YES
}

如何正确识别C++11中的对象类型

Answer 1

有些类是多态的，有些是非多态的。

多态类有一个或多个虚函数(可能是继承的)，非多态类有零个虚函数。

您的A和B是非多态的。

A和B的多态版本将展示您想要的行为：

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

struct A
{
    virtual ~A() {}; // add virtual function
};

class B : public A
{
};

A* a = new A();
A* a2 = new B();
B* b = new B();

int main()
{
    cout << (typeid(*a) == typeid(A)) << endl; // -> 1
    cout << (typeid(*a2) == typeid(A)) << endl; // -> 0 <-- CHANGED
    cout << (typeid(*b) == typeid(A)) << endl; // -> 0

    cout << (typeid(*a) == typeid(B)) << endl; // -> 0
    cout << (typeid(*a2) == typeid(B)) << endl; // -> 1 <-- CHANGED
    cout << (typeid(*b) == typeid(B)) << endl; // -> 1
}

多态类的实例在运行时存储其最派生对象的动态类型。

(在您的示例中，a2是指向A的指针类型，并且指向类型A的对象，但是该对象只是B类型的最受驱动的对象的基类子对象。当查询a2时，您想要获得的是这个派生最多的对象B的类型。为此，您需要一个多态类。)

这就是多态类如何支持派生最多的对象的dynamic_cast和typeid (以及虚拟函数分派)。

非多态类没有此信息，因此它们只能报告编译时已知的静态类型。与多态类相比，非多态类更加紧凑和高效。这就是为什么不是所有的C++类都是多态的。该语言让程序员在性能和功能之间进行权衡。例如：

struct X { int x; };
struct Y : X {};
struct Z : Y {};

在我的系统上，非多态Z是sizeof(Z) == 4 bytes，与int相同。

struct X { int x; virtual ~X() {}; };
struct Y : X {};
struct Z : Y {};

现在，在使Z多态之后，sizeof(Z) == 16 bytes。因此，Z数组现在大了300%，因为每个Z实例都必须在运行时存储其类型信息。