typeid在C++中是如何实现的
本篇文章給大家分享的是有關(guān)typeid在C++中是如何實(shí)現(xiàn)的,小編覺(jué)得挺實(shí)用的,因此分享給大家學(xué)習(xí),希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲,話不多說(shuō),跟著小編一起來(lái)看看吧。
VS2008附帶的type_info類只有頭文件,沒(méi)有源文件,聲明如下:
class type_info {
public:
virtual ~type_info();
_CRTIMP_PURE bool __CLR_OR_THIS_CALL operator==(const type_info& rhs) const;
_CRTIMP_PURE bool __CLR_OR_THIS_CALL operator!=(const type_info& rhs) const;
_CRTIMP_PURE int __CLR_OR_THIS_CALL before(const type_info& rhs) const;
_CRTIMP_PURE const char* __CLR_OR_THIS_CALL name(__type_info_node* __ptype_info_node = &__type_info_root_node) const;
_CRTIMP_PURE const char* __CLR_OR_THIS_CALL raw_name() const;
private:
void *_m_data;
char _m_d_name[1];
__CLR_OR_THIS_CALL type_info(const type_info& rhs);
type_info& __CLR_OR_THIS_CALL operator=(const type_info& rhs);
_CRTIMP_PURE static const char *__CLRCALL_OR_CDECL _Name_base(const type_info *,__type_info_node* __ptype_info_node);
_CRTIMP_PURE static void __CLRCALL_OR_CDECL _Type_info_dtor(type_info *);
};
測(cè)試代碼:
#include <iostream>
using namespace std;
class Object
{
};
int main()
{
Object obj;
cout << "type name:" << typeid(obj).name() << endl;
cout << "type raw name:" << typeid(obj).raw_name() << endl;
if(typeid(obj) == typeid(Object))
{
cout << "type is equal" << endl;
}
else
{
cout << "type is not equal" << endl;
}
return 0;
}
輸出:
type name:class Object
type raw name:.?AVObject@@
type is equal
在解釋每個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理前先開看type_info類的存儲(chǔ)方式。
typeid返回的是type_info的引用,這個(gè)類不能拷貝,也不能自己構(gòu)造,所以每個(gè)類最多只有一個(gè)type_info的數(shù)據(jù),這個(gè)數(shù)據(jù)存放在哪里的呢?
用UltraEdit打開exe文件,搜索“Object”,能找到這個(gè)字符串。再用PE工具打開這個(gè)exe,發(fā)現(xiàn)這個(gè)字符串屬于data節(jié)(這是可讀可寫的全局?jǐn)?shù)據(jù)段)。再把有typeid的代碼都注釋,PE文件中沒(méi)有了這個(gè)字符串。得出一個(gè)結(jié)論:
編譯器會(huì)為每一種typeid操作的類型生成一份保存在數(shù)據(jù)段的type_info數(shù)據(jù)。
這份數(shù)據(jù)有多大呢?看下面這段代碼:
#include <iostream>
using namespace std;
class Object
{
};
int main()
{
const type_info* p = &typeid(Object);
cout << p << endl;
return 0;
}
在cout那一行下斷點(diǎn),查看到p的值為:
再看下這個(gè)類的聲明,析構(gòu)函數(shù)為virtual類型的,所以p的頭四字節(jié)為虛函數(shù)表。p+4為_m_data,void*類型,四個(gè)字節(jié),調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)都是0,還不清楚其表示什么。
p+8為_m_d_name,char類型數(shù)組,存儲(chǔ)的是raw_name,每種類型的raw_name大小不定長(zhǎng),所以數(shù)組長(zhǎng)度為1。現(xiàn)在type_info的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)已經(jīng)一目了然:
每種類型的type_info數(shù)據(jù)長(zhǎng)度依賴于類型名稱,至少9個(gè)字節(jié)。
現(xiàn)在假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的工程里面有50個(gè)類型用了typeid操作符,平均每個(gè)type_info長(zhǎng)度為24,這些數(shù)據(jù)增加的PE大小為1200B,就1K左右。而現(xiàn)在的PE動(dòng)輒幾十M,所以這點(diǎn)空間開銷根本不算什么。
再看看這些函數(shù)調(diào)用的開銷:
- raw_name函數(shù)直接返回_m_d_name的地址,非常快;
- name函數(shù)將_m_d_name存儲(chǔ)的字符串解碼成實(shí)際的名稱,也是很快;
- ==操作符是比較raw_name是否相等,也是很快。
讀者可能會(huì)有兩點(diǎn)疑惑:
- 存儲(chǔ)的時(shí)候?yàn)槭裁床恢苯哟鎯?chǔ)成name呢?我想最大的原因是節(jié)省空間,比如double的raw_name為".N",name為"double"多了四字節(jié)。
- ==操作符為什么不直接比較兩個(gè)type_info引用的地址是否相等呢?我也很疑惑,我看匯編碼發(fā)現(xiàn)它是比較raw_name。
備注:C++并沒(méi)有規(guī)定typeid實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)編譯器可能會(huì)不一樣,上述分析過(guò)程基于VS2008自帶的編譯器。
總結(jié):typeid帶來(lái)的時(shí)間和空間開銷是非常小的,不過(guò)使用的時(shí)候盡量不要違背開放封閉原則。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的typeid在C++中是如何实现的的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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