C++对象模型之RTTI的实现原理

class type_info
{
    public:
        virtual ~type_info();
        bool operator==(const type_info&)const;
        bool operator!=(const type_info&)const;
        bool before(const type_info&)const;
        const char* name()const;
    private:
        type_info(const type_info&);
        type_info& operator=(const type_info&);
       
        // data members
};

class X  {  ...... // 具有virtual函数 }; 
class XX : public X  { ...... // 具有virtual函数}; 
class Y  { ...... // 没有virtual函数}; 

int main()
{
    int n = 0;
    XX xx;
    Y y;
    Y *py = &y;

    // int和XX都是类型名
    cout <
2）typeid识别多态类型
当typeid中的操作数是如下情况之一时，typeid运算符需要在程序运行时计算类型，因为其其操作数的类型在编译时期是不能被确定的。
（1）一个指向不含有virtual函数的类对象的指针的解引用
（2）一个指向不含有virtual函数的类对象的引用

多态的类型是可以在运行过程中被改变的，例如，一个基类的指针，在程序运行的过程中，它可以指向一个基类对象，也可以指向该基类的派生类的对象，而typeid运算符需要在运行过程中识别出该基类指针所指向的对象的实际类型，这就需要typeid运算符在运行过程中计算其指向的对象的实际类型。例如对于以下的类定义：
class X
{
    public:
        X()
        {
            mX = 101;
        }
        virtual void vfunc()
        {
            cout <<"X::vfunc()" <
使用如下的代码进行测试：
void printTypeInfo(const X *px)
{
    cout <<"typeid(px) -> " < " <
其输出如下：

运行结果分析
px是一个基类（X）的指针，但是它指向了派生类XX的一个对象。在转换1中，转换成功，因为px指向的对象确实为XX的对象。在转换2中，转换失败，因为px指向的对象并不是一个YX对象，此时dymanic_cast返回NULL。转换3为C风格的类型转换而转换4使用的是C++中的静态类型转换，它们均能成功转换，但是这个对象实际上并不是一个YX的对象，所以在转换3和转换4中，若继续通过指针使用该对象必然会导致错误，所以这个转换是不安全的。

从上述的结果可以看出在向下转型中，只有dynamic_case才能实现安全的向下转型。那么dynamic_case是如何实现的呢？有了上面typeid和虚函数表的知识后，这个问题并不难解释了，以转换1为例。
1）计算指针或引用变量所指的对象的虚函数表的type_info信息，如下：
*(type_info*)px->vptr[-1]
2）静态推导向下转型的目标类型的type_info信息，即获取类XX的type_info信息
3）比较1）和2）中获取到的type_info信息，若2）中的类型信息与1）中的类型信息相等或是其基类类型，则返回相应的对象或子对象的地址，否则返回NULL。

引用的情况与指针稍有不同，失败时并不是返回NULL，而是抛出一个bad_cast异常，因为引用不能参考NULL。

C++对象模型之RTTI的实现原理