何时使用运行时类型信息？

Question

如果我有某个东西的各种子类，以及一个对这些子类的实例进行操作的算法，并且如果算法的行为根据实例的特定子类而略有不同，那么最常见的面向对象的方法是使用虚拟方法。

例如，如果子类是 DOM 节点，并且算法是插入子节点，则该算法会有所不同，具体取决于父节点是 DOM 元素（可以有子节点）还是 DOM 文本（不能有子节点）：所以 insertChildren 方法可以是虚拟的（或抽象的） DomNode 基类，并在每个中以不同的方式实现 DomElement 和 DomText 子类。

另一种可能性是为实例提供一个公共属性，其值可以读取：例如，算法可能会读取 nodeType 的财产 DomNode 基类；或者再例如，您可能有不同类型（子类）的网络数据包，它们共享一个公共数据包标头，您可以读取数据包标头来查看它是什么类型的数据包。

我没有太多使用运行时类型的信息，包括：

• 这 is 和 as C# 中的关键字
• 贬低
• dot net 中的 Object.GetType 方法
• 这 typeid C++ 中的运算符

当我添加一个取决于子类类型的新算法时，我倾向于向类层次结构中添加一个新的虚拟方法。

我的问题是，什么时候适合使用运行时类型信息而不是虚拟函数？

Answer 1

当没有其他办法的时候。虚拟方法始终是首选，但有时它们就是无法使用。发生这种情况的原因有多种，但最常见的原因是您没有要使用的类的源代码，或者无法更改它们。当您使用遗留系统或闭源商业库时，通常会发生这种情况。

在 .NET 中，您还可能必须动态加载新程序集（例如插件），并且通常没有基类，但必须使用鸭子类型之类的东西。

Answer 2

在 C++ 中，除了其他一些模糊的情况（主要涉及较差的设计选择）之外，RTTI 是一种实现所谓的方法 多种方法.

Answer 3

这种结构（“is”和“as”）对于 Delphi 开发人员来说非常熟悉，因为事件处理程序通常将对象向下转换为共同的祖先。例如事件 OnClick 传递唯一的参数 Sender：TObject 无论对象的类型如何，无论是 TButton、TListBox 还是任何其他。如果你想了解更多关于这个对象的信息，你必须通过“as”来访问它，但为了避免异常，你可以在之前用“is”检查它。这种向下转型允许对象和方法的设计类型绑定，而这在严格的类类型检查中是不可能实现的。想象一下，如果用户单击 Button 或 ListBox，您想要执行相同的操作，但如果它们为我们提供了不同的函数原型，则不可能将它们绑定到同一过程。

在更一般的情况下，对象可以调用通知该对象已更改的函数。但提前它让目的地有可能“亲自”认识他（通过现状），但不一定。它通过将 self 作为所有对象的最常见祖先（Delphi 中的 TObject ）传递来实现此目的

Answer 4

如果我没记错的话，dynamic_cast<> 取决于 RTTI。当对象通过 void 指针传递时（无论出于何种原因），一些模糊的外部接口也可能依赖于 RTTI 那 可能发生）。

话虽这么说，我在 10 年的专业 C++ 维护工作中还没有见过 typeof() 。（幸运的是。）

Answer 5

对于运行时类型检查可以的情况，您可以参考更有效的C#。

第 3 项。使用运行时类型检查专门使用通用算法

您可以通过简单地指定新类型参数来轻松重复使用通用物。具有新类型参数的新实例化意味着具有相似功能的新类型。

所有这些都很棒，因为您编写的代码少。但是，有时更通用意味着不利用更具体的算法，但显然是优越的。C＃语言规则考虑到这一点。您所需要的只是认识到当类型参数具有更大的功能，然后编写特定代码时，您的算法可以更有效。此外，创建指定不同约束的第二个通用类型并不总是可行。通用实例基于对象的编译时类型，而不是运行时类型。如果您没有考虑到这一点，则可能会错过可能的效率。

例如，假设您编写一个类，该类对通过 IEnumerable<T> 表示的项目序列提供逆序枚举。为了向后枚举它，您可以迭代它并将项目复制到具有索引器访问（如 List<T>）的中间集合中，然后使用索引器访问向后枚举该集合。但是，如果您的原始 IEnumerable 是 IList，为什么不利用它并提供更高效的方式（无需复制到中间集合）来向后迭代项目。所以基本上它是一个我们可以利用的特殊功能，但仍然提供相同的行为（向后迭代序列）。

但一般来说，您应该仔细考虑运行时类型检查并确保它不违反里氏替换原则。