C++11中与Java的instanceof等效的是什么？

Question

我想知道现代C++11中与Java的instanceof等效的方法。我看过这个SO post，但它相当陈旧，想知道在C++11中是否有更现代、更好的解决方案？

我希望有可能使用一个switch结构来避免手动使用enum class。

class A {

};

class B : public A {

}

class C : public A {

}

on_event(A& obj)
{
    switch (obj) {
       case A:
       case B:
       case C:
    }
}

我的基类没有任何虚方法或函数。我代表一个解析器的表达式树，而基类只是一个多态容器 - 就像Haskell / OCaml中的ADT。

- pezpezpez

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你是在问 dynamic_cast<> 吗？这并不是特定于 C++11 的语法。 - πάντα ῥεῖ

可能会感兴趣：http://stackoverflow.com/q/25495733/596781 - Kerrek SB

这个问题现在已经荒谬了：你正在寻求与Java完全无关且不可比较的东西的“Java等效物”。 - Kerrek SB

我不明白为什么这是“荒谬的”，你对我来说显得很粗鲁。我想知道实现on_event函数以处理不在基类(A)中具有虚拟方法/成员的不同子类的最佳方法。我知道如何在Java中做到这一点，但想知道C++中最好的方法。 - pezpezpez

“我的基类没有任何虚方法或函数”和“基类只是一个多态的容器”的说法似乎是相互矛盾的。由于A是一个“基类”，它应该有一个虚析构函数。不管怎样，这听起来像是一个XY问题。很可能你可以通过使用虚函数来完全避免使用switch语句。 - Captain Obvlious

Answer 1

相同的答案仍然适用，并且在C ++中一直是这样：

if (C * p = dynamic_cast<C *>(&obj))
{
    // The type of obj is or is derived from C
}
else
{
    // obj is not a C
}

这个构造需要A是多态的，即具有虚成员函数。

还要注意，这种行为与比较 typeid(obj) == typeid(C) 不同，因为后者测试精确类型标识，而动态转换以及Java的instanceof只测试目标类型是否是最派生对象类型的基类。

- Kerrek SB

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如果你没有运行时类型识别（RTTI），那个东西就不会起作用，无论你考虑什么，它只是为了让那段代码正常工作所必需的。 - user2485710

在C++中没有这样的东西。你不能“不具备RTTI”并且仍然使用C++。 - Kerrek SB

@KerrekSB：“你不能“没有RTTI”并且仍然拥有C ++”，这也是生活中的一个好方法，太好了，以至于难以置信。 - user2485710

不要那样做，那会让问题变得荒谬。你想找Java的等效方法，但是Java中的“一切”都是多态的。如果需要解决特定于C ++的问题，请提出一个新问题。 - Kerrek SB

由于这个问题标记了C++11，你可以用auto替换C *;) - fredoverflow

Answer 2

C++中的普通数据（POD）没有运行时类型信息。所描述的所有类都占用恰好1个字节，并且在任何具有空基类优化的编译器中具有相同的运行时表示。

因此，您想要的是无法实现的。

向基类添加虚析构函数会添加RTTI和dynamic_cast支持。

向基类添加一个在每个派生类中以不同方式初始化的enum或int字段也可以起到作用。

另一种选择是创建一个模板函数，并存储指向它的指针，如下所示：

using my_type_id=void(*)();
template<class>void get_my_type_id_helper(){};
template<class T> my_type_id get_my_type_id(){return get_my_type_id_helper<T>;}

然后将适当初始化的my_type_id存储在A中。这是重新发明RTTI，随着您需要更多功能，您会接近C++ RTTI开销。

在C ++中，您只支付您要求的：您可以请求没有RTTI的类，并获得它。

RTTI是运行时类型信息。POD是C ++ 03术语，指纯粹的旧数据。许多类不是POD：最简单的方法是添加虚拟析构函数。C ++ 11具有更精细的标准布局和聚合术语。

从技术上讲，RTTI和POD并不是彼此的对立物：有些没有RTTI的类不是POD。

请注意，MSVC有选项可以不生成RTTI，并且其激进的Comdat折叠可能会破坏我上面做的手动RTTI，在两种情况下都违反了标准。

- Yakk - Adam Nevraumont

Answer 3

也许你会对我在你提到的旧SO帖子中发布的答案感兴趣。

https://dev59.com/aHRB5IYBdhLWcg3wz6ed#49296405

答案提供了一个基于C++11、模板元编程和RTTI的instanceof实现，而不使用dynamic_cast。一个小型性能测量应用程序证明，如果使用编译器优化，它比dynamic_cast更高效。

- andi1337

Answer 4

不要这样做。在大多数情况下，当你使用instanceof或dynamic_cast时，你应该重新审查你的设计。

为什么？你很可能违反了Liskov替换原则。

那么这种方法怎么样：

class A {
   public:
     virtual void action();
     virtual ~A();
};

class B : public A {
   public: void action() override;
};

class C : public A {
   public: void action() override;
};

void on_event(A& obj)
{
   obj.action();
}

请注意，正如@ Yakk指出的那样，您需要至少一个virtual方法才能获得动态多态性。 有一条规则是：当您拥有至少一个虚拟方法时，始终在基类中编写虚拟析构函数。

您可以使用模板和专业化或类型标记来完成所有这些操作，但我从您的问题中了解到-来自Java-您还不想去那里。 您真的很喜欢虚拟方法，对吧？ 很抱歉，在C ++中必须将它们标记出来。

- towi

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我认为一个由3个类（A，B，C）组成的程序不违反LSP原则，可以被视为良好的设计。我本想投反对票，因为LSP部分是误导性的（问题是关于C++11的instanceof的直接替代方法，而你的警告已经在链接中提到了），但有人可能会发现它有用。 - m039

Answer 5

如果你愿意限制自己只使用编译时已知的类型（而不是通过具有虚表的类实例上的指针进行操作），那么C++11及更高版本确实有一个instanceof等效函数：它就是std::is_base_of。

你可能还想查看std::is_convertible和std::is_same。

- Kastaneda

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除非他将其变成函数模板并在编译时知道类型，否则我不确定这如何帮助他。我认为很明显他在谈论运行时多态性。 - PeterT

@PeterT：完全不同意。在C++中，特别是现代C++中，我们可以使用编译时已知的类型来完成很多工作，因此这是一个完全有效的答案（即使它应该被编辑）。 - einpoklum