C++のポインタの中身を知りたい

実行環境

wandbox
gcc 7.3.0
g++ prog.cc -Wall -Wextra -std=c++11 
https://wandbox.org/permlink/yj0ruS6pPwGgwAFY

知りたいもの

継承関係を持ついくつかの構造体が定義されているとする．

struct A{
    int x;
    A(int _x):x(_x){ }
    virtual ~A(){ }
};

struct B1: public A{
    int y;
    B1(int _x, int _y):A(_x), y(_y){ }
    ~B1(){ }
};

struct B2: public A{
    int y;
    B2(int _x, int _y):A(_x), y(_y){ }
    ~B2(){ }
};

~A() に virtual が付いているから，プログラマはきっと
子クラスを親クラスのポインタに入れて利用するはず．

    unique_ptr<A> p(new B1(1, 2));

p の中に A が入っているのか， B1 が入っているのか，B2 が入っているのか知りたい．

解決策

typeid

typeid情報を使うと，実行時型情報を取り出すことが出来る．
*pの型情報とB1の型情報を取り出して比較すれば，先程の知りたい情報が得られる．

    unique_ptr<A> p(new B1(1, 2));
    if (typeid(*p) == typeid(A))
        cout << "A" << endl;
    if (typeid(*p) == typeid(B1))
        cout << "B1" << endl;
    if (typeid(*p) == typeid(B2))
        cout << "B2" << endl;

実行すると B1 と表示されるはず．

関数化

毎回 typeid(*p) == typeid(B1)と書くのも妙な気がしたので，テンプレートを使った関数にまとめた．

template<typename T, typename U>
inline bool typeis1(const U& a1) {
    return typeid(a1) == typeid(T);
}

使い方は次のようになる．

    unique_ptr<A> p(new B1(1, 2));
    if (typeis1<B1>(*p))
        cout << "B1" << endl;
    if (typeis1<B2>(*p))
        cout << "B2" << endl;

ケアレスミスの回避

特に自分はうっかりミスをしてしまいがちなので，次のようなコードを書いてしまう．

コンパイルエラーも起きないし，ただfalseが返るだけなので，ランタイムエラーにもならない．

    unique_ptr<A> p(new B1(1, 2));

    // ポインタを渡している
    if (typeis1<B1>(p))
        cout << "typeis1<B1>(p)" << endl;

    unique_ptr<string> px(new string());

    // 無関係な型の値を渡している
    if (typeis1<B1>(*px))
        cout << "typeis1<B1>(*px)" << endl;

継承関係が成立していないならば，コンパイルエラーを吐き出すようにしたい．
これはメタ関数を使って実装できる．

template<typename Derived, typename Base,
    typename enable_if<is_base_of<Base, Derived>::value>::type* = nullptr>
inline bool typeis2(Base& a1) {
    return typeid(a1) == typeid(Derived);
}

使い方は次のようになる．

    unique_ptr<A> p(new B1(1, 2));
    unique_ptr<string> px(new string());

    if (typeis2<B1>(*p))
        cout << "typeis2<B1>(*p)" << endl;
    // コメントアウトを外すとコンパイルエラー
    // if (typeis2<B1>(p))
    //     cout << "typeis2<B1>(p)" << endl;
    // if (typeis2<B1>(*px))
    //     cout << "typeis2<B1>(*px)" << endl;

おまけ

RTTI(実行時型情報)が利用できない場合(コンパイルフラグに-fno-rttiがあるなど)、
typeidがソースコードに含まれるとコンパイルエラーになります。