typeid 运算符忽略 cv 限定符背后的理由是什么?

What is the rationale behind the typeid operator ignoring cv-qualifiers

本文关键字：背后 理由 是什么 运算符 cv typeid      更新时间：2023-10-16

摘自 ISO/IEC 14882：2003 的 C++ 语言标准 §5.2.8，引用，

始终忽略左值表达式的顶级 cv 限定符或作为 typeid 的操作数的类型 id。

做出这一决定的理由是什么。它在类型系统上打了一个洞，是违反直觉的。常量信息(或易失部分)在编译时是已知的，因此如果typeid只考虑cv限定符，则不会产生开销。

尽管能够重载具有const、volatile和const volatile变体的非静态成员函数(参见[class.mfct.nonstatic])，但类型D、const D、volatile D和const volatile D(对于某些非CV限定的类型D)并非无关;该标准在[basic.type.qualifier]中指定，对于每个cv-nonqualible类型，每个cv-nonqualible类型。，则存在具有相同表示和对齐要求的类型的不同const合格、volatile合格和const volatile合格"版本"。如果D和const D有可能彼此无关(例如，通过具有不同的表示，存储要求，或者在类的情况下，不同的成员)，那么很多语言就会崩溃。

例如，类型D&的对象可隐式转换为const D&、volatile D&和const volatile D&(请参阅 [conv.qual])。但是，如果允许D与const D无关，那么这种转换就没有意义了。

还要考虑标准中的许多地方指定忽略顶级 cv 限定符：

  • [over.load] 指定：

    仅在是否存在const和/或volatile时才不同的参数声明是等效的。也就是说，在确定要声明、定义或调用哪个函数时，将忽略每个参数类型的const和volatile类型说明符。

  • [temp.param] 指定：

    在确定模板参数的类型时，将忽略其上的顶级cv 限定符。

  • [basic.life] 在指定如何重用生命周期结束的对象的存储时，提到：

    新对象的类型与原始对象相同(忽略顶级 CV 限定符)

  • [over.best.ics] 指定：

    顶级简历资格的任何差异都包含在初始化本身中，不构成转换。[示例：可以从类型为const A的参数初始化类型A的参数。这种情况的隐式转换序列是标识序列;它不包含从const A到A的"转换"。]

  • [temp.deduct.call] 指定：

    如果A是符合 cv 条件的类型，则忽略A类型的顶级 cv 限定符以进行类型推断。

    和：

    如果P是符合 cv 条件的类型，则忽略P类型的顶级 cv 限定符以进行类型推断。

    ([temp.deduct.conv] 也有类似的语言。

  • [除了投掷] 指定：

    throw-expression初始化一个临时对象，其类型是通过从throw的操作数的静态类型中删除任何顶级cv 限定符并确定类型分别从"T数组"或"函数返回T"调整为"指向T的指针"或"指向返回T的函数的指针"来确定的。

  • [例外句柄] 指定：

    处理程序是具有E类型的对象的抛出表达式的匹配

    项，如果— 处理程序的类型为 cvT或 cvT&并且E和T是同一类型(忽略顶级cv限定符)，或者......

如果允许D、const D、volatile D和const volatile D是不相关的类型，所有这些都必须改变。

因为如果操作数是多态对象，typeid返回动态类型。Cv 限定符被设计为编译时限制，并且必须在运行时记录其他信息才能检索动态类型的 cv 限定符，因此忽略顶级 cv 限定符是合理的。

对于类型或非多态对象的操作数，typeid忽略顶级 cv 限定符以保持一致性。否则，例如，以下assert将意外触发：

struct Base {
virtual ~Base() {}
};
struct Derived : public Base {};
const Derived *d = new Derived;
const Base *b = d;
assert(typeid(*b) == typeid(decltype(*d))); // should not fire
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