std :: any没有RTTI,它是如何工作的？

Question

如果我想使用std::any我可以使用RTTI关闭.以下示例-fno-rtti使用gcc 编译并按预期运行.

int main()
{   
    std::any x;
    x=9.9;
    std::cout << std::any_cast<double>(x) << std::endl;
}

但是如何std::any存储类型信息？正如我所看到的,如果我std::any_cast使用"错误"类型调用,我会得到std::bad_any_cast预期的异常.

这是如何实现的,或者这可能只是一个gcc功能？

我发现boost::any也不需要RTTI,但我发现也没有解决这个问题.boost :: any需要RTTI吗？.

深入研究STL标题本身并没有给我答案.那段代码对我来说几乎是不可读的.

Answer 1

TL; DR; std::any保存指向模板化类的静态成员函数的指针.此函数可以执行许多操作,并且特定于给定类型,因为函数的实际实例取决于类的模板参数.

std::anylibstdc ++中的实现并不复杂,您可以查看它:

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/std/any

基本上,std::any有两件事:

• 指向(动态)分配存储的指针;
• 指向"存储管理器功能"的指针:

void (*_M_manager)(_Op, const any*, _Arg*);

当您std::any使用类型的对象构造或赋值new 时T,_M_manager指向特定于该类型的函数T(实际上是特定于类的静态成员函数T):

template <typename _ValueType, 
          typename _Tp = _Decay<_ValueType>,
          typename _Mgr = _Manager<_Tp>, // <-- Class specific to T.
          __any_constructible_t<_Tp, _ValueType&&> = true,
          enable_if_t<!__is_in_place_type<_Tp>::value, bool> = true>
any(_ValueType&& __value)
  : _M_manager(&_Mgr::_S_manage) { /* ... */ }

由于此函数特定于给定类型,因此您无需RTTI即可执行所需的操作std::any.

此外,很容易检查您是否正在投射到正确的类型std::any_cast.以下是gcc实现的核心std::any_cast:

template<typename _Tp>
void* __any_caster(const any* __any) {
    if constexpr (is_copy_constructible_v<decay_t<_Tp>>) {
        if (__any->_M_manager == &any::_Manager<decay_t<_Tp>>::_S_manage) {
            any::_Arg __arg;
            __any->_M_manager(any::_Op_access, __any, &__arg);
            return __arg._M_obj;
        }
    }
    return nullptr;
}

您可以看到它只是在您尝试cast(_any->_M_manager)的对象内部存储的函数与要转换为(&any::_Manager<decay_t<_Tp>>::_S_manage)的类型的manager函数之间的相等性检查.

该类_Manager<_Tp>实际上是其中一个_Manager_internal<_Tp>或_Manager_external<_Tp>依赖的别名_Tp.该类还用于为类分配/构造对象std::any.

Answer 2

手动实现有限的 RTTI 并不难。您将需要静态泛型函数。我只能说这么多，但没有提供完整的实现。这是一种可能性：

class meta{
    static auto id(){
        static std::atomic<std::size_t> nextid{};
        return ++nextid;//globally unique
    };
    std::size_t mid=0;//per instance type id
public:
    template<typename T>
    meta(T&&){
        static const std::size_t tid{id()};//classwide unique
        mid=tid;
    };
    meta(meta const&)=default;
    meta(meta&&)=default;
    meta():mid{}{};
    template<typename T>
    auto is_a(T&& obj){return mid==meta{obj}.mid;};
};

这是我的第一个观察；离理想还很远，缺少很多细节。人们可以使用 的一个实例meta作为其假定的 实现的非静态数据成员std::any。