Información de tipo de tiempo de ejecución

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En programación informática, la información de tipo en tiempo de ejecución o la identificación de tipo en tiempo de ejecución ( RTTI ) ^[1] es una característica de algunos lenguajes de programación (como C ++ , ^[2] Object Pascal y Ada ^[3] ) que expone información sobre un tipo de datos del objeto en tiempo de ejecución . La información de tipo en tiempo de ejecución puede estar disponible para todos los tipos o solo para los tipos que la tienen explícitamente (como es el caso de Ada). La información de tipos en tiempo de ejecución es una especialización de un concepto más general llamado introspección de tipos .

En el diseño original de C ++, Bjarne Stroustrup no incluía información de tipo en tiempo de ejecución, porque pensaba que este mecanismo a menudo se usaba incorrectamente. ^[4]

Visión general

En C ++, RTTI se puede utilizar para realizar encasillamientos seguros , utilizando el dynamic_cast<>operador, y para manipular la información de tipos en tiempo de ejecución, utilizando el typeidoperador y la std::type_infoclase. En Object Pascal, RTTI se puede utilizar para realizar conversiones de tipos seguras con el asoperador, probar la clase a la que pertenece un objeto con el isoperador y manipular la información de tipos en tiempo de ejecución con clases contenidas en la RTTIunidad ^[5] (es decir, clases: TRttiContext , TRttiInstanceType , etc.). En Ada, los objetos de tipos etiquetados también almacenan una etiqueta de tipo, que permite la identificación del tipo de estos objetos en tiempo de ejecución. losinEl operador se puede utilizar para probar, en tiempo de ejecución, si un objeto es de un tipo específico y se puede convertir a él de forma segura. ^[6]

RTTI está disponible solo para clases que son polimórficas , lo que significa que tienen al menos un método virtual . En la práctica, esto no es una limitación porque las clases base deben tener un destructor virtual para permitir que los objetos de las clases derivadas realicen una limpieza adecuada si se eliminan de un puntero base.

Algunos compiladores tienen banderas para deshabilitar RTTI. El uso de estos indicadores puede reducir el tamaño general de la aplicación, lo que los hace especialmente útiles cuando se dirigen a sistemas con una cantidad limitada de memoria. ^[7]

C ++ - typeid

La typeid palabra clave se utiliza para determinar la clase de un objeto en tiempo de ejecución . Devuelve una referencia al std::type_infoobjeto, que existe hasta el final del programa. ^[8] El uso de typeid, en un contexto no polimórfico, a menudo se prefiere en situaciones en las que solo se necesita la información de clase, porque siempre es un procedimiento de tiempo constante , mientras que puede ser necesario atravesar la red de derivación de clase de su argumento en tiempo de ejecución. ^{[ cita requerida ]} Algunos aspectos del objeto devuelto están definidos por la implementación, comodynamic_cast<class_type>typeiddynamic_caststd::type_info::name()y no se puede confiar en que todos los compiladores sean coherentes.

Los objetos de clase std::bad_typeidse lanzan cuando la expresión para typeides el resultado de aplicar el operador unario * en un puntero nulo . Si se lanza una excepción para otros argumentos de referencia nulos depende de la implementación. En otras palabras, para que se garantice la excepción, la expresión debe tomar la forma typeid(*p)donde pestá cualquier expresión que resulte en un puntero nulo.

Ejemplo

#include <iostream> #include <typeinfo> class  Person { publico : virtual ~ Persona () = predeterminado ;   };clase  Empleado : Persona pública {};    int main () {   Persona persona ;  Empleado empleado ;  Persona * ptr = & empleado ;    Persona & ref = empleado ;     // La cadena devuelta por typeid :: name está definida por la implementación. std :: cout << typeid ( persona ). nombre ()    << std :: endl ; // Persona (conocida estáticamente en tiempo de compilación). std :: cout << typeid ( empleado ). nombre ()      << std :: endl ; // Empleado (conocido estáticamente en tiempo de compilación). std :: cout << typeid ( ptr ). nombre ()      << std :: endl ; // Persona * (conocido estáticamente en tiempo de compilación). std :: cout << typeid ( * ptr ). nombre ()      << std :: endl ; // Empleado (buscado dinámicamente en tiempo de ejecución // porque es la desreferencia de un // puntero a una clase polimórfica). std :: cout << typeid ( ref ). nombre ()        << std :: endl ; // Empleado (las referencias también pueden ser polimórficas)   Persona * p = nullptr ;     prueba {  typeid ( * p ); // Comportamiento no indefinido; lanza std :: bad_typeid. } atrapar (...) { }       Persona & p_ref = * p ; // comportamiento indefinido: eliminación de referencias nula typeid ( p_ref ); // no cumple con los requisitos para lanzar std :: bad_typeid // porque la expresión para typeid no es el resultado // de aplicar el operador unario *. }        

Salida (la salida exacta varía según el sistema y el compilador):

Persona
Empleado
Persona*
Empleado
Empleado

C ++ - dynamic_cast y Java cast

El dynamic_castoperador en C ++ se utiliza para reducir una referencia o puntero a un tipo más específico en la jerarquía de clases . A diferencia de static_cast, el objetivo de dynamic_castdebe ser un puntero o una referencia a la clase . A diferencia static_casty de estilo C encasillado (donde se hizo que el registro tipo durante la compilación), un control de seguridad tipo se realiza en tiempo de ejecución . Si los tipos no son compatibles, se lanzará una excepción (cuando se trate de referencias ) o se devolverá un puntero nulo (cuando se trate de punteros ).

Un encasillado de Java se comporta de manera similar; Si el objeto que se está convirtiendo no es en realidad una instancia del tipo de destino y no se puede convertir en uno mediante un método definido por el lenguaje, se java.lang.ClassCastExceptionlanzará una instancia de . ^[9]

Ejemplo

Supongamos que alguna función toma un objeto de tipo Acomo argumento y desea realizar alguna operación adicional si el objeto pasado es una instancia de B, una subclase de A. Esto se puede lograr de la dynamic_castsiguiente manera.

#include <matriz> #include <iostream> #include <memoria> #include <typeinfo> usando el espacio de nombres std ;  clase  A { publico : // Dado que RTTI está incluido en la tabla de métodos virtuales, debería haber al menos // una función virtual. virtual ~ A () = predeterminado ;      void MethodSpecificToA () {   cout << "Se invocó el método específico para A" << endl ;     }};clase  B : público A {   publico : void MethodSpecificToB () {   cout << "Se invocó el método específico para B" << endl ;     }};void MyFunction ( A & my_a ) {    prueba {  // La transmisión tendrá éxito solo para objetos de tipo B. B & my_b = dynamic_cast < B &> ( my_a );     my_b . MethodSpecificToB (); } captura ( const bad_cast & e ) {      cerr << "Excepción" << e . what () << "arrojado". << endl ;         cerr << "El objeto no es de tipo B" << endl ;     }}int main () {   array < unique_ptr < A > , 3 > array_of_a ; // Matriz de punteros a la clase base A. array_of_a [ 0 ] = make_unique < B > (); // Puntero al objeto B. array_of_a [ 1 ] = make_unique < B > (); // Puntero al objeto B. array_of_a [ 2 ] = make_unique < A > (); // Puntero a un objeto.                para ( int i = 0 ; i < 3 ; ++ i )         MiFunción ( * matriz_de_a [ i ]);}

Salida de consola:

Se invocó el método específico para B
Se invocó el método específico para B
Excepción std :: bad_cast lanzada.
El objeto no es de tipo B

Se MyFunctionpuede escribir una versión similar de con punteros en lugar de referencias :

void MyFunction ( A * my_a ) {    B * mi_b = difusión_dinámica < B *> ( mi_a );    si ( my_b ! = nullptr )    my_b -> methodSpecificToB (); demás std :: cerr << "El objeto no es de tipo B" << std :: endl ;    }

Delphi / Object Pascal

En Object Pascal, el operador isse usa para verificar el tipo de una clase en tiempo de ejecución . Prueba la pertenencia de un objeto a una clase determinada, incluidas las clases de antepasados ​​individuales presentes en el árbol de jerarquía de herencia (por ejemplo, Button1 es una clase TButton que tiene antepasados: TWinControl → TControl → TComponent → TPersistent → TObject , donde este último es el antepasado de todas las clases). El operador asse utiliza cuando un objeto debe tratarse en tiempo de ejecución como si perteneciera a una clase antecesora.

La unidad RTTI se utiliza para manipular la información del tipo de objeto en tiempo de ejecución. Esta unidad contiene un conjunto de clases que le permiten: obtener información sobre la clase de un objeto y sus antepasados, propiedades, métodos y eventos, cambiar valores de propiedad y llamar a métodos. El siguiente ejemplo muestra el uso del módulo RTTI para obtener información sobre la clase a la que pertenece un objeto, crearlo y llamar a su método. El ejemplo asume que la clase TSubject se ha declarado en una unidad denominada SubjectUnit.

utiliza  RTTI ,  SubjectUnit ;procedimiento  WithoutReflection ; var  MySubject :  TSubject ; comience  MySubject  : =  TSubject . Crear ;  prueba  Subject . Hola ;  finalmente  Sujeto . Libre ;  terminar ; terminar ;procedimiento  WithReflection ; var  RttiContext :  TRttiContext ;  RttiType :  TRttiInstanceType ;  Asunto :  TObject ; comience  RttiType  : =  RttiContext . FindType ( 'SubjectUnit.TSubject' )  como  TRttiInstanceType ;  Asunto  : =  RttiType . GetMethod ( 'Crear' ) . Invocar ( RttiType . MetaclassType ,  []) . AsObject;  prueba  RttiType . GetMethod ( 'Hola' ) . Invocar ( Asunto ,  []) ;  finalmente  Sujeto . Libre ;  terminar ; terminar ;

Ver también

• Inferencia de tipo
• Introspección de tipo
• tipo de
• Reflexión (informática)
• Plantilla (C ++)

Referencias

1. Sun Microsystems (2000). "Identificación del tipo de tiempo de ejecución" . Guía de programación de C ++ . Oracle . Consultado el 16 de abril de 2015 .
2. "Biblioteca de soporte de idiomas [support.rtti]" . anguila . Consultado el 13 de julio de 2021 .
3. "Programación orientada a objetos" . learn.adacore.com . Consultado el 13 de julio de 2021 .
4. Bjarne Stroustrup (marzo de 1993). "Una historia de C ++: 1979-1991" (PDF) . Bjarne Stroustrup. pag. 50 . Consultado el 18 de mayo de 2009 .
5. "Trabajando con RTTI - RAD Studio" . docwiki.embarcadero.com . Consultado el 6 de junio de 2021 .
6. Inglés, John (22 de febrero de 2002). "Capítulo 15". Ada 95: El oficio de la programación orientada a objetos . Consultado el 13 de julio de 2021 .
7. "Evitar RTTI y soporte para -fno-rtti en Arm Compiler 6" . Desarrollador de brazo . Consultado el 13 de julio de 2021 .
8. Estándar C ++ (ISO / IEC14882) sección 5.2.8 [expr.typeid], 18.5.1 [lib.type.info] - http://cs.nyu.edu/courses/fall11/CSCI-GA.2110- 003 / documentos / c ++ 2003std.pdf
9. http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/ClassCastException.html

enlaces externos

• dynamic_cast operador en IBM Mac OS X Compilers
• dynamic_cast operador en MSDN