C++ typeid 语言

robinyqc · 2023-06-18 21:22:19 · 闲话

这是个很奇怪的的问题。但自己摸索收获了很多乐趣。

之前自己慢慢摸索研究过 typeid 语法（编译器是 g++），主要是网上似乎没有详细的教程，至少我不是很找得到。

我发现 typeid 就像一门语言，研究它的过程就像破译古代文字。

先讲一下破译工具和方法。大家可以自己尝试破译一下，乐趣多多。

1. 生成文字：就按照这个模板来就行了，相信大家都看得懂：

   #include<type_traits>
   #include<iostream>
   //记得添加自己想要的头文件
   using namespace std;
   
   int v; //目标
   
   signed main() {
    cout<<typeid(v).name()<<endl;
    return 0;
   }

2. 破译文字：Windows 下请下载 MSYS，Linux 和 Mac 自带。打开命令行，输入：c++filt -t 回车后，进入解码模式。输入想要的内容回车即可。

   你可以输入 St6vectorIiSaIiEE 来验证是否成功，答案是 std::vector<int, std::allocator<int> >。退出这个解码界面，ctrl+C 就可以了。

你可以先不看下面的，先自己摸索一下：为什么会这样转换？原理是什么？加入给你一个 typeid 文字，你能否自己读懂是什么意思？能否自己写出一段 typeid 文字？

下面我用语文中的实词、虚词和语法来类比。

以下是我发现的几个比较重要的点（下面的东西的中文名字都是我自己编的，感性理解一下）：

• i,l,c,x,n,St,So,Si,Ci,Gi,Dn 等等都是特殊实词关键字，属于实词。比如 i 表示 int，l 表示 long，n 表示 __int128，St 表示 std:: ，Dn 表示 decltype(nullptr) 等等。（注，C 和 G 我不知道归到哪一类，他们分别表示复数和虚数，这样看来更像实词。但后面都需要接类型，更像虚词。）

• 实词显然数不尽，不能全用关键字。比如，std::vector = St6vectorIiSaIiEE。可以看出，由于我们不确定名词的长度，所以在这之前要加上长度，比如 6vector。

• 虚词我掌握的比较少，显然虚词都是关键字。目前了解的有 F - 函数，E - 某段话结束，I - 模板参数列表开始，P - 指针前缀（对应 type*），K - 常量前缀（对应 const），V - 禁止优化前缀（对应 volatile），R - 引用前缀（对应 type&），O - 未知语法用途（对应 type&&)。

  已知但没有破译的有：N,M,Z,S,_,U(Ul?)。比较清楚的是 S_ 关键字似乎是省略语法，但不清楚怎么用。

  • 其中 N,M,Ul 可以在全局空间开一个 lambda 来复现，譬如 auto f=[](int i)->int{return i;}; ，然后查看 f 的类型。
  • N 可能表示 namespace。
  • Z 可以用类似的方法，在局部开一个 lambda 来复现。
  • S_ 也可以通过函数复现，比如 int f(vector<int> x,vector<char> c,vector<int> cc) {return 1;} ，查看 f 类型可以发现，它用 S_ 语法省略了 St6vector，甚至 St6vectorIiSaIiEE。

• 虚词有对应的语法。

  • 一个很常用的语法是列表语法。用 实词+实词+...+实词+E 表示。比如模板参数列表：IiiiiiiE 表示 <int,int,int,int,int,int>。因为有 E 的存在，显然我们不需要列出参数个数。
  • 结合列表语法，可以得到函数语法：F+形参实词+实参实词+...+实参实词+E，即一个形参加若干个实参构成，和函数对应，可以还原成函数。
  • 一个可能的语法是省略语法，类似平时说话时，前面提到的人名不造成歧义的情况下后面通常省略。即上文的 S_ 语法。

有发现就有未知。除了以上提到的，现在最成谜的类型/语法是它：lambda 表达式！譬如auto v=[](int i)->int{return i;}; 可以导出 N1vMUliE_E。而通过 c++filt 转化，又得到 v::{lambda(int)#1}。我实在没猜出来 lambda 表达式转换回去的那个 #1 等等是什么意思。另外，又能不能写成 #2 呢？怎么写呢？