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C++ RTTI 内存布局详解
2023-06-25 04:33:54 深夜i     --     --
C++ RTTI 内存布局 详解 类型信息

C++是一种面向对象的编程语言,它提供了RTTI(Run-Time Type Identification)机制来获取对象的类型信息。RTTI可以让程序能够在运行时获取对象的类型,从而进行动态类型识别和类型安全检查等操作。在C++中,每个对象都有一个唯一的类型,这个类型信息存储在对象的内存布局中。

C++中的对象内存布局

C++中的对象内存布局包括了对象本身的存储空间以及继承、虚函数和虚基类等的附加信息。下面是一个简单的C++对象的内存布局示意图:


  +--------------------------+

  |     vtable     | <- 虚函数表指针(4字节)

  +--------------------------+

  |      x       | <- 对象数据成员

  +--------------------------+

  |      y       | <- 对象数据成员

  +--------------------------+

在内部,C++对象被分成两个部分:虚函数表和对象数据成员。虚函数表是一个指针数组,存储了对象所属的类中定义的虚函数的地址。每个类都有自己的虚函数表,它包含了该类的所有虚函数的指针。

对象数据成员包含了对象的所有非虚函数成员变量所占用的空间。在上面的示意图中,x和y是对象的数据成员。

C++中的RTTI机制

在C++中,RTTI机制通过运行时类型信息实现动态类型识别。它使用typeid操作符在运行时获取对象的类型信息,并且可以通过dynamic_cast和typeid等操作符进行类型转换和类型比较等操作。

C++的RTTI机制使用了指向虚函数表的指针。在对象的内存布局中,虚函数表指针存储在对象的最前面,因此可以通过这个指针来获取对象的类型信息。

下面是typeid操作符的使用示例:


#include <iostream>

#include <typeinfo>

class A {

public:

  virtual void print()

    std::cout << "This is class A" << std::endl;

  

};

class B : public A {

public:

  void print()

    std::cout << "This is class B" << std::endl;

  

};

int main()

{

  A* a = new B;

  std::cout << typeid(*a).name() << std::endl; // 输出 B

  delete a;

  return 0;

}

上面的代码中,对象a是指向类B的指针。在调用typeid操作符时,使用了a指向的对象来获取其类型信息。由于a指向的是类B的对象,因此输出结果是B。

总结

C++的RTTI机制可以在运行时获取对象的类型信息,它是面向对象编程的基础之一。在内存中,C++对象包括了虚函数表和对象数据成员等信息,其中虚函数表指针存储在对象的最前面,可以用来获取对象的类型信息。在使用RTTI机制时,需要注意前提条件和使用方式,避免出现类型不匹配的错误。

  
  

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