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MFC原理第三讲.RTTI运行时类型识别

来源:和记娱乐备用入口   发布时间:2019-11-07   点击量:304

              MFC原理第三讲.RTTI运行时类型识别

一丶什么是RTTI

    RTTI. 运行时的时候类型的识别. 运行时类型信息程序.能够使用基类(父类)指针 或者引用 来检查这些指针或者引用所指的对象. 实际派生的类型

  简单来说就是 使用父类指针检查这个对象是属于哪个类.

1.本篇博客需要弄清的问题

  1.1 MFC为什么要构建RTTI

  1.2 DECLARE_DYNAMIC 宏

  1.3 IMPLEMENT_DYNAMIC 宏

  1.4 RUNTIME_CLASS 宏

  1.5 CRuntime Class 结构体

2.简单了解关键字的使用

  1.类中定义的static的变量的作用以及怎么初始化.

  2.类中定义的const的变量的作用以及怎么初始化

  3.类中的 static + const定义的变量的作用以及怎么初始化.

二丶C++简单的RTTI运行类型识别

  在讲解我们要搞清楚的问题的时候.写一个简单的小例子. 使用C++自带的 编译时的RTTI程序.  注意是编译时.

具体做法:

  1. 要使用typeid 关键字  typeid(对象)  typeid (类名)

  2.首先要包含头文件 <typeinfo.h>

  3.启动C++自己的类型.  属性 -> 配置属性 -> C/C++ -> 语言 -> 启用运行时类型信息    命令行加的是 /GR 我们也可以直接加/GR

例如下图:

  

 

1. 首先我们创建两个类. 一个是 CDog 一个是CCat. 

2.然后我们的Main函数 定义 CDog 对象以及CCat对象. 并且判断 CDog对象是否属于CDog这个类.

3.如果属于我们则进行打印.否则相反.

具体代码:

  

#include <stdio.h>#include <typeinfo.h>#include "Dog.h"#include "Cat.h"int main(int argc, char *argv[]){ CDog dog; CCat cat; if (typeid(dog) == typeid(CDog)) 判断dog对象是否属于 CDog类 主要就是这行代码 { printf("是属于这个对象"); } else { printf("不是属于这个对象"); } system("pause");}

实现应用截图:

  

这个就是简单的RTTI运行时类型识别了.

 

三丶类中的 static关键字.const关键字 static + const 关键字的作用以及初始化

  1.static关键字 修饰的变量.外部进行初始化.并且不依赖与对象.也就是说直接  类名::变量  则可以调用   类型  类名::成员变量  = 值;

  2.const关键字修饰的变量只能读不能改.  初始化的时候必须在 类的构造的初始化列表进行初始化.

  3.static + const修饰的变量. 只能读不能改. 类名直接调用.  初始化的时候在外部进行初始化  const 类型  类名::成员变量  = 值;

四丶MFC为什么自己构建RTTI

  MFC因为出现的年代比较早.所以自己实现了RTTI. 而且依靠的就是两个宏

  1.2 的 DECLARE_DYNAMIC 宏

  1.3 的 IMPLEMENT_DYNAMIC 宏

其中1.3里面的宏也包含了一个关键的宏 RUNTIME_CLASS 以及关键结构体 CRuntime Class

一丶使用1.2 宏 1.3宏.

  现在我们要让我们自己的类拥有RTTI运行时类型识别.

  步骤:

    1.我们的自己的WinApp 类里面 定义 DECLARE_DYNAMIC宏

    2.main函数之前使用 IMPLEMENT_DYNAMIC 宏

    3.使用 IsKindOf(CRuntime Class *) 来判断是否是继承父类. 因为是 CRuntime Class * 所以 我们要使用宏包含我们的 父类 RUNTIME_CLASS(父类)

    4.如果是继承父类 则返回1. 否则 返回0

知道步骤了.那么打开第一篇博客的代码. 自己实现的窗口程序.去编写.

  1.自己类里面定义DECLARE_DYNAMIC宏 截图:

    

   2.自己类的实现文件中 定义IMPLEMENT_DYNAMIC(自己的类名,父类类名)

      

  3.自己的类已经拥有了Rtti 类型识别.使用Rtii 运行识别.

二丶 RUNTIME_CLASS 宏解析

  上面我们使用 RUNTIME_CLASS 宏来做使用那么我们看一下MFC怎么定义的.

#define _RUNTIME_CLASS(class_name) ((CRuntimeClass*)(&class_name::class##class_name))

其实也是一个宏.不过我们可以拆解一下.

  

#define _RUNTIME_CLASS(CWinApp) ((CRuntimeClass*)(&CWinApp::classCWinApp))

 其中 ##代表了链接的意思 也就是 Class##ClassName 可以变成  ClassWinApp

  所以上面我们用宏写的代码下方可以替换成我们解析出来的宏.

返回了一个 CRuntime Class * . 返回的是CWinAPP里面的一个成员的地址.因为前边有一个取地址符号..

首先看一下CRuntimeClass结构体吧

三丶CRuntimeClass结构体

struct CRuntimeClass{// Attributes LPCSTR m_lpszClassName; 类名 int m_nObjectSize; 类的大小 UINT m_wSchema; 加载类的编号 CObject* (PASCAL* m_pfnCreateObject)(); // NULL => abstract class#ifdef _AFXDLL CRuntimeClass* (PASCAL* m_pfnGetBaseClass)();#else CRuntimeClass* m_pBaseClass;#endif// Operations CObject* CreateObject(); BOOL IsDerivedFrom(const CRuntimeClass* pBaseClass) const; 判断函数 // dynamic name lookup and creation static CRuntimeClass* PASCAL FromName(LPCSTR lpszClassName); static CRuntimeClass* PASCAL FromName(LPCWSTR lpszClassName); static CObject* PASCAL CreateObject(LPCSTR lpszClassName); static CObject* PASCAL CreateObject(LPCWSTR lpszClassName);// Implementation void Store(CArchive& ar) const; static CRuntimeClass* PASCAL Load(CArchive& ar, UINT* pwSchemaNum); // CRuntimeClass objects linked together in simple list CRuntimeClass* m_pNextClass; // 执向下一个CRunTimeClass const AFX_CLASSINIT* m_pClassInit;};

因为上面成员较多.下方简化一下.

  

struct CRuntimeClass{// Attributes LPCSTR m_lpszClassName; 类名 int m_nObjectSize; 类的大小 UINT m_wSchema; 加载类的编号 ... BOOL IsDerivedFrom(const CRuntimeClass* pBaseClass) const; 判断函数是否是父类 ... CRuntimeClass* m_pNextClass; // 执向下一个CRunTimeClass };

这个是一个链表.  是记录类型的一个结构. 因为是链表.所以可以进行检查.

四丶DECLARE_DYNAMIC 宏解析

  其实 DECLARE_DYNAMIC 宏也是一个文字替换的东西.我们可以看下代码.

#define DECLARE_DYNAMIC(class_name) public: static const CRuntimeClass class##class_name; virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const; 替换后是下边的代码.public: static const CRuntimeClass classCMyApp; virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const;

在我们的CMyAPP 里面的宏则可以直接去掉了.

做的事情;

  1.申明了 static const 全局可读的变量. 也就是一个 类型记录信息结构体 CRuntimeClass 结构

     问题:  既然是static const定义的.那么肯定是在外面进行初始化的.也就是我们的

IMPLEMENT_DYNAMIC 宏.而这个宏内部还包含了宏.并且对我们添加了默认参数.

#define IMPLEMENT_RUNTIMECLASS(class_name, base_class_name, wSchema, pfnNew, class_init) AFX_COMDAT const CRuntimeClass class_name::class##class_name = { #class_name, sizeof(class class_name), wSchema, pfnNew, RUNTIME_CLASS(base_class_name), NULL, class_init }; CRuntimeClass* class_name::GetRuntimeClass() const { return RUNTIME_CLASS(class_name); }

我们简化一下. 其实也是一个文字替换游戏.

const CRuntimeClass CMyApp::classCMyApp = { "CMyApp", sizeof(class CMyApp), NULL, NULL, RUNTIME_CLASS(CWinApp), NULL, NULL}; CRuntimeClass* CMyApp::GetRuntimeClass() const { return RUNTIME_CLASS(CMyApp);}

其实就是对我们的static + const 变量进行初始化.

上图内部还有一个RUNTIME_CLASS 我们因为上面解析过了RUNTIME_CLASS 知道了.其实是获取 CWinAPP::classCWinapp 成员.

所以可以继续进行替换.

替换完如下.

  

const CRuntimeClass CMyApp::classCMyApp = { "CMyApp", sizeof(class CMyApp), NULL, NULL, (CRuntimeClass*)(&CWinApp::classCWinApp), NULL, NULL}; CRuntimeClass* CMyApp::GetRuntimeClass() const { return(CRuntimeClass*)(&CMyApp::classCWinApp);}

代码截图:

  

我们的IMPLEMENT_DYNAMIC宏就等价于下面的代码了.

  1. 初始化类内部的 CRuntimeClass 结构的成员.

  2.添加了一个获取父类的ClassCWinAPP的成员了.

 

五丶RTTI总结

  根据第四小节.我们已经把所有宏的本身模样还原出来了.看的杂乱无章.但是总结一下很简单.

  1.  首先有一个结构叫做CRuntimeClass. 里面存储了类型说明. 比如类名称.大小. 以及判断是否是父类....

  2. 有一个宏叫做 DECLARE_DYNAMIC宏. 这个宏就是定义了一个 自己的一个CRuntimeClass 结构的成员.并且添加了一个获取自己这个成员的一个虚函数.

  3. 实现宏IMPLEMENT_DYNAMIC 其实就是对DECLARE_DYNAMIC 中定义的CRuntimeClass成员进行初始化.  并且实现了 获取自己这个成员的虚函数.

六丶RTTI中运行时类型识别的方法解析

  上方我们讲了RTTI 以及CRuntimeClass 以及两个宏的总结. 那么我们要使用就是使用 isKindOf来使用. 那么解析下这个函数怎么使用了.

    1.取出我们自己当前对象的 ClassCMyWinApp 指针.

    2.循环遍历是否等于父类

    3.不等于父类则进行遍历. 因为CRuntimeClass是一个链表结构. 一直进行遍历.地址比较.如果是则返回True

因为代码截图比教麻烦.所以直接贴里面的核定代码了.

    

BOOL CObject::IsKindOf(const CRuntimeClass* pClass) const{ .... CRuntimeClass* pClassThis = GetRuntimeClass(); 获取自己的CRuntimeClass 成员 ... return pClassThis->IsDerivedFrom(pClass); 进行判断.}BOOL CRuntimeClass::IsDerivedFrom(const CRuntimeClass* pBaseClass) const{ 其余代码省略 const CRuntimeClass* pClassThis = this; 得到字节的CRuntimeClass成员 while (pClassThis != NULL) 循环遍历不是NULL { if (pClassThis == pBaseClass) 如果是父类则返回TRUE return TRUE; pClassThis = pClassThis->m_pBaseClass; 否则等于父类指针.继续遍历判断 } return FALSE; // 没有返回FALSE}

 七丶编写代码打印输出父类信息.以及继承关系

    既然我们自己类的内部存储着CRuntimeClass *的指针. 而且是一个链表. 它父类也有自己的. 那么完全可以进行遍历.打印出父类的信息.

实现思路:

    1.获取自己的CRuntimeClass *指针

    2.遍历CRuntimeClass 成员是否为NULL

    3.不为NULL 依次打印出结构体的内容

    4. 当前的CRunTimeClass 指针修改为父类的CRuntimeClass * 指针

具体代码实现:

  

void CMyApp::PrintParentRuntimeInfo(){ //1.获取自己当前的CRuntimeClass信息. 进行遍历. CRuntimeClass *pCurClass = GetRuntimeClass(); //进行循环 CString str; while (NULL != pCurClass) { str = ""; str.Format(TEXT("类的名称 = %s "),pCurClass->m_lpszClassName); //类的名称 OutputDebugString(str); str = ""; str.Format(TEXT("类的大小 = %d "),pCurClass->m_nObjectSize); OutputDebugString(str); str = ""; str.Format(TEXT("类的编号%d "), pCurClass->m_wSchema); OutputDebugString(str); str = ""; str.Format(TEXT("类的父类指针 %p "), pCurClass->m_pBaseClass); OutputDebugString(str); if (pCurClass->m_pBaseClass != nullptr) { str = ""; str.Format(TEXT("类的父类名称 %s "), pCurClass->m_pBaseClass->m_lpszClassName); OutputDebugString(str); } str = TEXT("--------------------------------"); OutputDebugString(str); pCurClass = pCurClass->m_pBaseClass; //一直遍历到顶层位置 }}

 

在Ininstance里面调用即可.

实现结果截图: 使用DebugView获取信息.

 

课堂代码: 链接:https://pan.baidu.com/s/1wp6pTwsSR8QOZo0t3vNzYQ 密码:2y2o

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