C++中RTTI動態類型識別、靜態成員、變數的四種儲存方式

本文主要來講解C++中的RTTI機制，也就是動態類型識別技術，之前我在學習《C++編程思想》的時候學習過這個技術，現在也算是複習一下吧，因為RTTI在MFC程式設計中也是有一定用處的。

 

先來看一段程式，這段程式中就是使用了RTTI，

#include <typeinfo><br />#include <iostream><br />#include <fstream><br />using namespace std;</p><p>ofstream out("out.txt");</p><p>class GraphicImage{</p><p>protected:<br />char name[80];</p><p>public:<br />GraphicImage(){<br />strcpy(name , "GraphicImage");<br />}<br />virtual void play(){</p><p>out<<"Display a generic image /n/n";<br />}<br />char* getName(){<br />return name ;<br />}</p><p>};</p><p>class GIFImage: public GraphicImage{</p><p>public:<br />GIFImage(){<br />strcpy(name , "GIFImage");<br />}<br />void display(){</p><p>out<<"Display a GIF file /n/n";<br />}<br />};</p><p>class PICImage: public GraphicImage{</p><p>public:<br />PICImage(){</p><p>strcpy(name , "PICImage");<br />}<br />void display(){</p><p>out<<"Display a PICT file/n/n";<br />}<br />};</p><p>void processFile(GraphicImage* type){</p><p>if( typeid(GIFImage) == typeid(*type)){<br />((GIFImage*)type)->display();<br />}</p><p>else if( typeid(PICImage) == typeid(*type)){<br />((PICImage*)type)->display() ;<br />}<br />else<br />out<<"Unknown type!"<<(typeid(*type)).name()<<"/n/n";<br />}</p><p>int main(void) {</p><p>GraphicImage* gImage = new GIFImage();<br />GraphicImage* pImage = new PICImage();</p><p>processFile(gImage);<br />processFile(pImage);</p><p>return 0;<br />}</p><p>

 

執行結果如下：

Display a GIF file

 

Display a PICT file

這裡最主要的函數為processFile()函數，在函數內部就是通過typeid()這個運運算元來動態判斷對象的類型的。

在使用RTTI技術時，要注意的是：1、需要包含標頭檔#include <typeinfo.h> 2、typeid()運算元的參數可以是類名，也可以是對象指標。

 

好了，簡單地講了一下RTTI後，再來說一下C++中與類的靜態成員相關的一些性質。

 

static 成員變數不屬於對象的一部份，而是類的一部份，所以程式可以在還沒有誕生任何對象的時候就處理此種成員變數。但首先你必須初始化它。

 

那麼到底應該怎麼初始化它呢？對於這個問題，我之前一直很困惑，知道怎麼做，卻不知道為什麼，但是看了下面的講解，原理就清楚了。

不要把static 成員變數的初始化動作安排在類的建構函式中，因為建構函式可能一再被調用，而變數的初值卻只應該設定一次。也不要把初始化動作安排在標頭檔中，因為它可能會被包含許多地方，因此也就可能被執行許多次。你應該在實現檔案中且類別以外的任何位置設定其初值。例如在main 之中，或全域函數中，或任何函數之外。

 

對於C++類中的靜態成員變數要有這樣的一個認識：靜態成員變數不是類的對象所擁有的，它在類對象存在之前就已經存在，所以可以看成是一個全域的變數。

 

好，接下來再來想一下靜態成員函數是怎麼樣的呢？

由於static 成員函數不需要藉助任何對象，就可以被調用執行，所以編譯器不會為它暗加一個this 指標。也因為如此，static 成員函數無法處理類別之中的non-static 成員變數。

所以，static 成員函數「沒有this 參數」的這種性質，正是我們的MFC 應用程式在準備callback 函數時所需要的。

 

好了，講完上面的這些東西，我們繼續看看C++中四種變數的儲存方式，如果是類對象的變數的話，就牽涉到建構函式和解構函式執行的問題。有一點很明確，一般情況下，類的對象的建構函式是從父類到子類的順序執行的，而解構函式執行循序是恰好反過來。

 

我們先來看幾個類物件變數的聲明：

1、

void MyFunc()
{
 CFoo foo; // 在堆棧（stack）中產生foo 對象
 ...
}

2、

void MyFunc()
{
...
CFoo* pFoo = new CFoo(); // 在堆（heap）中產生對象
}

3、

CFoo foo; // 在任何函數範圍之外做此動作

4、

void MyFunc()
{
static CFoo foo; // 在函數範圍（scope）之內的一個靜態對象
...
}

 

第1、2種情況是c++在堆棧（stack）、堆（heap）中分配記憶體時，就會隱含地調用CFoo的建構函式。

第3情況，就不一樣了：由於它的聲明是全域的（靜態全域對象），所以它的構造式調用動作必須靠startup 碼幫忙。

startup 碼是什嗎？是更早於程式進入點（main 或WinMain）執行起來的碼，由C++ 編譯器提供，被連接到你的程式中。startup 碼可能做些像函數庫初始化、進程資訊設立、I/O stream 產生等等動作，以及對static 對象的初始化動作（也就是調用其構造式）。

第4種情況：相當於（地區靜態對象），類似C 語言中的靜態地區變數，只會有一個實體（instance）產生，而且在固定的記憶體上（既不是stack 也不是heap）。它的構造式在控制權第一次移轉到其聲明處（也就是在MyFunc 第一次被調用）時被調用。

另外，對於以new 方式產生出來的地區對象，當對象誕生時其構造式被執行。析構式則在對象被delete 時執行。