C++：从技术实现角度聊聊RTTI
第一次接触rtti，是在这本书中，当时对这块的理解比较浅，可能因为知识积累不足吧。后面在工作中用到的越来越多，也逐渐加深了对其认识，但一直没有一个系统的认知，所以抽出一段时间，把这块内容整理下。
背景 rtti的英文全称是runtime type identification，中文称为运行时类型识别，它指的是程序在运行的时候才确定需要用到的对象是什么类型的。用于在运行时（而不是编译时）获取有关对象的信息。
在c++中，由于存在多态行为，基类指针或者引用指向一个派生类，而其指向的真正类型，在编译阶段是无法知道的：
base *b = new derived;base &b1 = *b; 在上述代码中，如果想知道b的具体类型，只能通过其他方式，而rtti正是为了解决此问题而诞生，也就是说在运行时，rtti可以通过特有的方式来告诉调用方其所调用的对象具体信息，一般有如下几种：
• typeid操作符
• type_info类
• dynamic_cast操作符
typeid 和 type_info typeid是c++的关键字之一，等同于sizeof这类的操作符。用来获取类型、变量、表达式的类型信息，适用于c++基础类型、内置类、用户自定义类、模板类等。有如下两种形式：
• typeid(type)
• typeid(expr)
用法如下：
#include #include #include class base {public: virtual float f() { return 1.0; } virtual ~base() {}};class derived : public base {};int main() { base* p = new derived; base& r = *p; assert(typeid(p) == typeid(base*)); assert(typeid(p) != typeid(derived*)); assert(typeid(r.f()) == typeid(float)); const char *name = typeid(p).name(); std::cout << name << std::endl; return 0;} 返回值 在上面的例子中，用到了了 typeid(xxx).name() ，通过其名称可以看出name()函数返回的是具体类型的变量名称(以字符串的方式)，那么typeid()的类型又是什么？
在翻阅了cppreference之后了解到，typeid操作符的结果是名为type_info的标准库类型的对象的引用（在头文件中定义），或者说typeid表达式的类型是const std::type_info& 。
iso c++标准并没有对type_info有明确的要求，仅仅要求必须有以下几个行为接口：
• t1 == t2 // 如果两个对象t1和t2类型相同，则返回true；否则返回false
• t1 != t2 // 如果两个对象t1和t2类型不同，则返回true；否则返回false
• t.name() // 返回类型的c-style字符串
• t1.before(t2) // 抱歉，我没用过
正是因为标准对type_info做了有限的规定，这就使得每个编译器厂商对type_info类的实现均不相同，从而使得函数功能也不尽相同。以常用的函数typeid().name()举例，int和base(自定义类)在vs下输出分别为int和base，而在gcc编译器下，其输出为i和4base，又比如typeid(std::vector).name()在gcc下输出为st6vectoriisaiiee，这是因为编译期对名称进行了mangle，如果我们想得到跟vs下一样结果的话，可以采用如下方式：
#include #include #include #include #include #include std::string demangle(const char* name) { int status = -4; std::unique_ptr res { abi::__cxa_demangle(name, null, null, &status), std::free }; return (status==0) ? res.get() : name ;}int main() { std::vector v; std::cout << before: << typeid(v).name() << after: << demangle(typeid(v).name()) << std::endl; return 0;} 输出如下：
before: st6vectoriisaiiee after: std::vector 下面是gcc编译器对type_info类的定义(仅抽取了声明部分)，如果有兴趣的读者可以点击链接自行阅读：
class type_info { public: virtual ~type_info(); const char* name() const; bool before(const type_info& __arg) const; bool operator==(const type_info& __arg) const; bool before(const type_info& __arg) const; bool operator==(const type_info& __arg) const; bool before(const type_info& __arg) const; bool operator==(const type_info& __arg) const; bool operator!=(const type_info& __arg) const; size_t hash_code() const throw(); virtual bool __is_pointer_p() const; virtual bool __is_function_p() const; virtual bool __do_catch(const type_info *__thr_type, void **__thr_obj, unsigned __outer) const; virtual bool __do_upcast(const __cxxabiv1::__class_type_info *__target, void **__obj_ptr) const; protected: const char *__name; explicit type_info(const char *__n): __name(__n) { } private: type_info& operator=(const type_info&); type_info(const type_info&);}; 从上述定义可以看出，其析构函数声明为virtual，至少可以说明其存在子对象，那么子对象又是如何被使用的呢？
其实，type_info可以当做一个接口类(通过调用typeid()获取type_info对象，实际上返回的是一个指向子类对象的type_info引用)，其有多个子类，对于有虚函数的类来说，在虚函数表中有一个slot专门用来存储该对象的信息，这块内容在文章后面将有详细说明。
实现 在前面有提到，typeid()会返回一个const std::type_info&对象，其中存储这对象的基本信息，那么如果其类型对象为多态和非多态时候，其又有什么区别呢？
如果类型对象至少包含一个虚函数，那么typeid操作符的类型是运行时的事情，也就是说在运行时才能获取到其真正的类型信息；否则，在编译期就能获取其具体类型，甚至在某些情况下，可以对typeid()的结果直接进行替换。
多态 多态，我们知道经常用于运行时，也就是说在运行时刻才会知道其指针或者引用指向的具体类型，如果要对一个包含虚函数的对象获取其类型信息(typeid)，那么也是在运行时才能具体知道，举例如下：
#include #include class base{public: virtual void fun() {}};class derived : public base{public: void fun() {}};void fun(base *b) { const std::type_info &info = typeid(b);}int main() { base *b = new derived; fun(b); return 0;} 上述代码汇编后(只取了部分关键代码)，如下所示：
fun(base*): push rbp mov rbp, rsp mov qword ptr [rbp-24], rdi mov qword ptr [rbp-8], offset flat:typeinfo for base* pop rbp retvtable for derived: .quad 0 .quad typeinfo for derived .quad derived::fun()vtable for base: .quad 0 .quad typeinfo for base .quad base::fun()typeinfo name for base*: .string p4basetypeinfo for base*: .quad vtable for __cxxabiv1::__pointer_type_info+16 .quad typeinfo name for base* .long 0 .zero 4 .quad typeinfo for basetypeinfo name for derived: .string 7derivedtypeinfo for derived: .quad vtable for __cxxabiv1::__si_class_type_info+16 .quad typeinfo name for derived .quad typeinfo for basetypeinfo name for base: .string 4basetypeinfo for base: .quad vtable for __cxxabiv1::__class_type_info+16 .quad typeinfo name for base 首先，我们看fun()函数的汇编(fun(base*):处)，在其中有一行offset flat:typeinfo for base* 代表获取base指针所指向对象的typeinfo。那么typeinfo又是如何获取的呢？
我们以base指针实际指向derived对象为例，vtable for derived:部分代表着derived类的虚函数表内容，其中有一行typeinfo for derived代表着derived类的typeinfo信息，而在该段中有一句typeinfo name for derived代表着该类的名称(7derived经过mangle之后，该句在上述代码中可以找到)。
综上内容，可以知道，对于存在虚函数的类来说，其对象的typeinfo信息存储在该类的虚函数表中。在运行时刻，根据指针的实际指向，获取其typeinfo()信息，从而进行相关操作。
其实，不难看出，上述汇编基本列出了类的对象布局，但仍然不是很清晰，gcc提供了一个参数 -fdump-class-hierarchy ，可以输出类的布局信息，仍然以上述代码为例，其布局信息如下：
vtable for basebase: 3u entries0 (int (*)(...))08 (int (*)(...))(& _zti4base)16 (int (*)(...))base::funclass base size=8 align=8 base size=8 base align=8base (0x0x7f59773402a0) 0 nearly-empty vptr=((& base::_ztv4base) + 16u)vtable for derivedderived: 3u entries0 (int (*)(...))08 (int (*)(...))(& _zti7derived)16 (int (*)(...))derived::funclass derived size=8 align=8 base size=8 base align=8derived (0x0x7f59773756e8) 0 nearly-empty vptr=((& derived::_ztv7derived) + 16u) base (0x0x7f5977340300) 0 nearly-empty primary-for derived (0x0x7f59773756e8) 我们注意查看，以 _zti 开头的代表类型信息，也就是type info的意思(至于以_z的意思嘛，我理解的是编译器的行为)，那么 _zti7derived 前面的_zti代表类型信息，而后面7代表类名(derived)的长度，最后面的代表类名。通过上面内存布局信息可以看出，在虚函数表中存在一项_zti7derived，其中存储着该对类的类型信息。
如果想要知道其具体名称，可以使用c++filt来查看，如下：
c++filt _zti7derivedtypeinfo for derived 非多态 代码如下：
#include #include #include class myclss {};int main() { myclss s; const std::type_info &info = typeid(s); return 0;} 在上述代码中，实现了一个空类myclass，然后在main()中，获取该类对象的typeinfo，上述代码汇编如下：
main: push rbp mov rbp, rsp mov qword ptr [rbp-8], offset flat:typeinfo for myclss mov eax, 0 pop rbp rettypeinfo name for myclss: .string 6myclsstypeinfo for myclss: .quad vtable for __cxxabiv1::__class_type_info+16 .quad typeinfo name for myclss 我们注意下在源码中的第三行即const std::type_info &info = typeid(s);对应汇编的第三行即qword ptr [rbp-8], offset flat:typeinfo for myclss，从而可以看出，在编译期，编译器已经知道了对象的具体信息，进而可以在某些情况下，直接由编译器进行替换(比如typeinf().name()操作等)。
dynamic_cast 记得在几年前的一次面试中，面试官提了个问题，对于dynamic_cast，如果操作失败了会有什么行为？当时对这块理解的也不深，所以仅仅回答了：对于指针类型转换，如果失败，则返回null，而对于引用，转换失败就抛出bad_cast。
作为c++开发人员，基本都知道dynamic_cast是c++中几个常用的类型转换符之一，其通过类型信息(typeinfo)进行相对安全的类型转换，在转换时，会检查转换的src对象是否真的可以转换成dst类型。dynamic_cast转换符只能用于含有虚函数的类，因此其常常用于运行期，对于不包括虚函数的类，完全可以使用其它几个转换符在编译期进行转换。通常来说，其类型转换分为向上转换和向下转换两种，如下图所示：
实例代码如下：
#include #include class base1 {public: void f0() {} virtual void f1() {} int a;};class base2 {public: virtual void f2() {} int b;};class derived : public base1, public base2 {public: void d() {} void f2() {} // override base2::f2() int c;};int main() { derived *d = new derived; base1 *b1 = new derived; base2 *b2 = dynamic_cast(d); // upcasting 向上转换 derived *d1 = dynamic_cast(b1); // downcasting 向下转换 return 0;} 实现 通过查阅资料，发现dynamic_cast最终会调用libstdc++中的__dynamic_cast函数，所以曾经以为__dynamic_cast函数就是dynamic_cast的实现版本，但是通过对比参数，发现并非如此：
dynamic_cast(t); // 只有一个参数// __dynamic_cast声明__dynamic_cast (const void *src_ptr, // object started from const __class_type_info *src_type, // type of the starting object const __class_type_info *dst_type, // desired target type ptrdiff_t src2dst) // how src and dst are related 所以，有没有可能__dynamic_cast只是dynamic_cast的一个分支实现？
为了验证猜测，示例如下：
#include #include class base1 {public: void f0() {} virtual void f1() {} int a;};class base2 {public: virtual void f2() {} int b;};class derived : public base1, public base2 {public: void d() {} void f2() {} // override base2::f2() int c;};template int checktype(t t) { int n = 0; if (dynamic_cast(t)) { n |= 1; } if (dynamic_cast(t)) { n |= 2; } if (dynamic_cast(t)) { n |= 4; } return n;}int main() { derived *d = new derived; base1 *b1 = new base1; base2 *b2 = new base2; checktype(d); checktype(b1); checktype(b2); return 0;} 既然本节内容是dynamic_cast，而只在 checktype() 函数中才有对dynamic_cast的调用，那么我们着重分析checktype函数。
首先，我们通过g++的命令-fdump-class-hierarchy获取其内存布局，derived内存布局如下（需要注意32 (int (*)(...))-16 和 base2 (0x0x7f7fbbe5b6c0) 16部分）：
vtable for derivedderived: 7u entries0 (int (*)(...))08 (int (*)(...))(& _zti7derived)16 (int (*)(...))base1::f124 (int (*)(...))derived::f232 (int (*)(...))-1640 (int (*)(...))(& _zti7derived)48 (int (*)(...))derived::_zthn16_n7derived2f2evclass derived size=32 align=8 base size=32 base align=8derived (0x0x7f7fbbf10c40) 0 vptr=((& derived::_ztv7derived) + 16u) base1 (0x0x7f7fbbe5b660) 0 primary-for derived (0x0x7f7fbbf10c40) base2 (0x0x7f7fbbe5b6c0) 16 vptr=((& derived::_ztv7derived) + 48u) 向上转换 在checktype(derived*)处，通过gdb进行分析，如下：
(gdb) disasdump of assembler code for function _z9checktypeip7derivedeit_: 0x00000000004009ce : push %rbp 0x00000000004009cf : mov %rsp,%rbp 0x00000000004009d2 : mov %rdi,-0x18(%rbp)=> 0x00000000004009d6 : movl $0x0,-0x4(%rbp) 0x00000000004009dd : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x00000000004009e2 : je 0x4009e8 0x00000000004009e4 : orl $0x1,-0x4(%rbp) ; if t != nullptr 0x00000000004009e8 : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x00000000004009ed : je 0x4009f3 0x00000000004009ef : orl $0x2,-0x4(%rbp) ; if t != nullptr 0x00000000004009f3 : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x00000000004009f8 : je 0x400a0b 0x00000000004009fa : mov -0x18(%rbp),%rax 0x00000000004009fe : add $0x10,%rax 0x0000000000400a02 : test %rax,%rax 0x0000000000400a05 : je 0x400a0b 0x0000000000400a07 : orl $0x4,-0x4(%rbp) ; if t != nullptr && t + 0x10 != nullptr 0x0000000000400a0b : mov -0x4(%rbp),%eax 0x0000000000400a0e : pop %rbp 0x0000000000400a0f : retqend of assembler dump. 为了便于理解，在上述代码关键部分加上了注释.
我们注意到，在上述汇编代码中，没有找到外部函数调用(__dynamic_cast)，而仅仅是一些常用的跳转和比较指令。其中，前两条orl指令的执行条件为t不为0，而第三条orl指令的执行条件为t不为0且t+16不为0。这几个行为是在编译期完成的，也就是说在本例中，dynamic_cast由编译器在编译期实现了转换，所以可以说其是静态转换。
在前面的内存布局中，derived对象有3个偏移量，分别为(derived/base1 = 0, base2 = +0x10)，即相对于derived和base1其偏移量为0，而相对于base2其偏移量为16。前两个dynamic_cast是derived* -> derived* 和 derived* -> base1*，都不需要调整指针，所以在checktype的if语句中使用t的值作为dynamic_cast的返回值。在第三次derived* -> base2*转换中，编译时知道地址是t+0x10，所以计算t+0x10的结果就是dynamic_cast的返回值。
至此，我们可以说，dynamic_cast操作中，向上转换是静态操作，在编译阶段完成。
向下转换 在checktype(base1*)处，通过gdb进行分析，如下：
(gdb) disasdump of assembler code for function _z9checktypeip5base1eit_: 0x0000000000400a10 : push %rbp 0x0000000000400a11 : mov %rsp,%rbp 0x0000000000400a14 : sub $0x20,%rsp 0x0000000000400a18 : mov %rdi,-0x18(%rbp)=> 0x0000000000400a1c : movl $0x0,-0x4(%rbp) 0x0000000000400a23 : mov -0x18(%rbp),%rax 0x0000000000400a27 : test %rax,%rax 0x0000000000400a2a : je 0x400a4f 0x0000000000400a2c : mov $0x0,%ecx ; src2dst = 0 0x0000000000400a31 : mov $0x400c98,%edx ; dst_type 0x0000000000400a36 : mov $0x400cf8,%esi ; src_type 0x0000000000400a3b : mov %rax,%rdi 0x0000000000400a3e : callq 0x4006d0 0x0000000000400a43 : test %rax,%rax 0x0000000000400a46 : je 0x400a4f 0x0000000000400a48 : mov $0x1,%eax 0x0000000000400a4d : jmp 0x400a54 0x0000000000400a4f : mov $0x0,%eax 0x0000000000400a54 : test %al,%al 0x0000000000400a56 : je 0x400a5c 0x0000000000400a58 : orl $0x1,-0x4(%rbp) 0x0000000000400a5c : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x0000000000400a61 : je 0x400a67 0x0000000000400a63 : orl $0x2,-0x4(%rbp) 0x0000000000400a67 : mov -0x18(%rbp),%rax 0x0000000000400a6b : test %rax,%rax 0x0000000000400a6e : je 0x400a95 0x0000000000400a70 : mov $0xfffffffffffffffe,%rcx ; src2dst = -2 0x0000000000400a77 : mov $0x400ce0,%edx ; dst_type 0x0000000000400a7c : mov $0x400cf8,%esi ; src_type 0x0000000000400a81 : mov %rax,%rdi 0x0000000000400a84 : callq 0x4006d0 0x0000000000400a89 : test %rax,%rax 0x0000000000400a8c : je 0x400a95 0x0000000000400a8e : mov $0x1,%eax 0x0000000000400a93 : jmp 0x400a9a 0x0000000000400a95 : mov $0x0,%eax 0x0000000000400a9a : test %al,%al 0x0000000000400a9c : je 0x400aa2 0x0000000000400a9e : orl $0x4,-0x4(%rbp) 0x0000000000400aa2 : mov -0x4(%rbp),%eax 0x0000000000400aa5 : leaveq---type to continue, or q to quit--- 0x0000000000400aa6 : retqend of assembler dump. 通过上述汇编代码，很明显可以看出，base1* -> base1*不进行任何转换（这不废话嘛，类型是相同的）。而对于base1* -> derived* 以及 base1* -> base2* 则需要调用__dynamic_cast函数，而其所需要的参数，在汇编指令中也可以看出，下面将对该函数进行详细分析。
__dynamic_cast参数语义 声明如下：
__dynamic_cast (const void *src_ptr, // object started from const __class_type_info *src_type, // type of the starting object const __class_type_info *dst_type, // desired target type ptrdiff_t src2dst) // how src and dst are related 在上述声明中：
• src_ptr代表需要转换的指针
• src_type原始类型
• dst_type目标类型
• src2dst表示从dst到src的偏移量，当该值为如下3个之一时候，有特殊含义:
• -1: no hint
• -2: src is not a public base of dst
• -3: src is a multiple public base type but never a virtual base type
src2dst的值中，-2代表src 不是 dst 的公共基类，如上节中的base1* -> base2*；-3代表src是多个（dst的）公共基类并且不是虚基类，即没有虚拟继承的菱形继承。如果不为-1 -2 -3三值之一，则src2dst代表src和dst的偏移，如上一节中从base1* -> base1*转换的时候传值为0，即偏移为0；base1*->base2*转换的时候，传的值为-2(0xfffffffffffffffe)。
__dynamic_cast实现 extern c void *__dynamic_cast (const void *src_ptr, // object started from const __class_type_info *src_type, // type of the starting object const __class_type_info *dst_type, // desired target type ptrdiff_t src2dst) // how src and dst are related { const void *vtable = *static_cast (src_ptr); const vtable_prefix *prefix = adjust_pointer (vtable, -offsetof (vtable_prefix, origin)); const void *whole_ptr = adjust_pointer (src_ptr, prefix->whole_object); const __class_type_info *whole_type = prefix->whole_type; __class_type_info::__dyncast_result result; // if the whole object vptr doesn't refer to the whole object type, we're // in the middle of constructing a primary base, and src is a separate // base. this has undefined behavior and we can't find anything outside // of the base we're actually constructing, so fail now rather than // segfault later trying to use a vbase offset that doesn't exist. const void *whole_vtable = *static_cast (whole_ptr); const vtable_prefix *whole_prefix = adjust_pointer (whole_vtable, -offsetof (vtable_prefix, origin)); const void *whole_vtable = *static_cast (whole_ptr); const vtable_prefix *whole_prefix = (adjust_pointer (whole_vtable, -ptrdiff_t (offsetof (vtable_prefix, origin)))); if (whole_prefix->whole_type != whole_type) return null; // avoid virtual function call in the simple success case. if (src2dst >= 0 && src2dst == -prefix->whole_object && *whole_type == *dst_type) return const_cast (whole_ptr); whole_type->__do_dyncast (src2dst, __class_type_info::__contained_public, dst_type, whole_ptr, src_type, src_ptr, result);... 这个函数先通过src_ptr来初始化部分局部变量:
• vtable 通过对src_ptr解引用(deref)获取
• vtable_prefix 子对象虚函数表地址，通过vtable的类型信息和offset_to_top来获取
• whole_ptr src_ptr最底层的派生类地址，一般为src_ptr的值加上offset_to_top
• whole_type src_ptr最底层的派生类的虚函数表中的类型信息(type info)
• whole_vtable whole对象的虚函数表地址
然后调用whole_type->__do_dyncast，而这也是该函数的核心模块。然后根据返回值的内容来判断结果，并进行相应的操作。
其中，vtable_prefix的定义如下：
struct vtable_prefix { // offset to most derived object. ptrdiff_t whole_object; // pointer to most derived type_info. const __class_type_info *whole_type; // what a class's vptr points to. const void *origin; }; • whole_object 表示当前指针指向对象的偏移量
• whole_type 指向 c++ 对象的类型：class（基类）、si_class（单一继承类型）、vmi_class（多重或虚拟继承类型）
• origin 表示虚函数表的入口，等于实例的虚指针。origin在这里的作用是offsetof，反向获取whole_object的指针。
__class_type_info::__dyncast_result 定义如下：
struct __class_type_info::__dyncast_result{ const void *dst_ptr; // pointer to target object or null __sub_kind whole2dst; // path from most derived object to target __sub_kind whole2src; // path from most derived object to sub object __sub_kind dst2src; // path from target to sub object int whole_details; // details of the whole class hierarchy... 在前面提到，__do_dyncast被调用之后，后面就根据其出参result的返回值进行各种判断，那么result到底什么意思呢？其实，从上述定义就能看出，whole2dst代表whole对象向dst的转换结果，而whole2src代表whole对象向src的转换结果等，通过下面的图能更加清晰的理解转换过程：
在上图中，有3中类型，src、whole以及dst，__do_dyncast函数功能则是提供该3中类型的转换结果，在只有满足以下3中情况时候，__dynamic_cast才返回非空：
• src是dst的公共基类
• dst和src不是直接继承的关系，但是whole2src和whole2dst都是public
• dst2src未知且whole2src是非public虚继承关系，则不使用whole，重新获取dst和src的关系
这块逻辑比较绕，其实可以将关系理解为图上的一条条连接线，节点理解为类型信息，dynamic_cast的过程，就是判断有没有从src到dst有没有路径的过程。
继承关系 在前面的内容中，遇到过vtable for __cxxabiv1::__si_class_type_info+16这种，那么si_class_type_info又是什么呢？同样，在翻阅了源码之后，发现其是gcc中继承关系的一种。
在gcc中，将继承关系表示为图结构，对于类，有以下三种类型(type info):
• class __class_type_info : public std::type_info
• class __si_class_type_info : public __class_type_info
• class __vmi_class_type_info : public __class_type_info
其中，__class_type_info 表示没有继承关系的类，__si_class_type_info 表示单继承的类，__vmi_class_type_info 表示多继承或虚拟继承的类。类名开头的si代表单继承，vmi代表虚拟或多重继承。
查看定义，__si_class_type_info 包含指向基类类型的单个指针，而 __vmi_class_type_info 包含指向基类类型的指针数组。基类类型存储其子对象的位置和基类的类型（public、virtual）。
仍然以上一节中的代码为例，使用gdb来分析__zti7derived、__zti5base1、__zti5base2的关系
(gdb) x/2xg &_zti7derived0x555555755d80 : 0x00007ffff7dca5d8 0x0000555555554d74(gdb) x/2xg 0x00007ffff7dca5d80x7ffff7dca5d8 : 0x00007ffff7ae0920 0x00007ffff7ae0940(gdb) p *(__cxxabiv1::__vmi_class_type_info*)0x555555755d80$2 = { = { = { _vptr.type_info = 0x7ffff7dca5d8 , __name = 0x555555554d74 7derived }, }, members of __cxxabiv1: __flags = 0, __base_count = 2, __base_info = {{ __base_type = 0x555555755dc8 , __offset_flags = 2 }}(gdb) p (*(__cxxabiv1::__vmi_class_type_info*)0x555555755d80)->__base_info[0]$4 = { __base_type = 0x555555755dc8 , __offset_flags = 2 __base_info[1]$5 = { __base_type = 0x555555755db8 , __offset_flags = 4098 <---- __public_mask(2) | offset:0x10}(gdb) x/2xg 0x555555755dc80x555555755dc8 : 0x00007ffff7dc98d8 0x0000555555554d7b(gdb) x/2xg 0x00007ffff7dc98d80x7ffff7dc98d8 : 0x00007ffff7add930 0x00007ffff7add950(gdb) x/2xg 0x555555755db80x555555755db8 : 0x00007ffff7dc98d8 0x0000555555554d77(gdb) x/2xg 0x00007ffff7dc98d80x7ffff7dc98d8 : 0x00007ffff7add930 0x00007ffff7add950(gdb) p *(__cxxabiv1::__class_type_info*)0x555555755dc8$6 = { = { _vptr.type_info = 0x7ffff7dc98d8 , __name = 0x555555554d7b 5base1 }, }(gdb) p *(__cxxabiv1::__class_type_info*)0x555555755db8$7 = { = { _vptr.type_info = 0x7ffff7dc98d8 , __name = 0x555555554d77 5base2 }, } 通过上述代码，可以看出_zti7derived是__vmi_class_type_info的一个实例，其基类数组的类型分别是_zti5base1和_zti5base2，通过将这些类型展开，就能获取一张图结构，进而说明dynamic_cast的过程就是遍历图结构确定路径关系的过程，采用的是深度优先搜索。
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背景 rtti的英文全称是runtime type identification，中文称为运行时类型识别，它指的是程序在运行的时候才确定需要用到的对象是什么类型的。用于在运行时（而不是编译时）获取有关对象的信息。
在c++中，由于存在多态行为，基类指针或者引用指向一个派生类，而其指向的真正类型，在编译阶段是无法知道的：
base *b = new derived;base &b1 = *b; 在上述代码中，如果想知道b的具体类型，只能通过其他方式，而rtti正是为了解决此问题而诞生，也就是说在运行时，rtti可以通过特有的方式来告诉调用方其所调用的对象具体信息，一般有如下几种：
• typeid操作符
• type_info类
• dynamic_cast操作符
typeid 和 type_info typeid是c++的关键字之一，等同于sizeof这类的操作符。用来获取类型、变量、表达式的类型信息，适用于c++基础类型、内置类、用户自定义类、模板类等。有如下两种形式：
• typeid(type)
• typeid(expr)
用法如下：
#include #include #include class base {public: virtual float f() { return 1.0; } virtual ~base() {}};class derived : public base {};int main() { base* p = new derived; base& r = *p; assert(typeid(p) == typeid(base*)); assert(typeid(p) != typeid(derived*)); assert(typeid(r.f()) == typeid(float)); const char *name = typeid(p).name(); std::cout << name << std::endl; return 0;} 返回值 在上面的例子中，用到了了 typeid(xxx).name() ，通过其名称可以看出name()函数返回的是具体类型的变量名称(以字符串的方式)，那么typeid()的类型又是什么？
在翻阅了cppreference之后了解到，typeid操作符的结果是名为type_info的标准库类型的对象的引用（在头文件中定义），或者说typeid表达式的类型是const std::type_info& 。
iso c++标准并没有对type_info有明确的要求，仅仅要求必须有以下几个行为接口：
• t1 == t2 // 如果两个对象t1和t2类型相同，则返回true；否则返回false
• t1 != t2 // 如果两个对象t1和t2类型不同，则返回true；否则返回false
• t.name() // 返回类型的c-style字符串
• t1.before(t2) // 抱歉，我没用过
正是因为标准对type_info做了有限的规定，这就使得每个编译器厂商对type_info类的实现均不相同，从而使得函数功能也不尽相同。以常用的函数typeid().name()举例，int和base(自定义类)在vs下输出分别为int和base，而在gcc编译器下，其输出为i和4base，又比如typeid(std::vector).name()在gcc下输出为st6vectoriisaiiee，这是因为编译期对名称进行了mangle，如果我们想得到跟vs下一样结果的话，可以采用如下方式：
#include #include #include #include #include #include std::string demangle(const char* name) { int status = -4; std::unique_ptr res { abi::__cxa_demangle(name, null, null, &status), std::free }; return (status==0) ? res.get() : name ;}int main() { std::vector v; std::cout << before: << typeid(v).name() << after: << demangle(typeid(v).name()) << std::endl; return 0;} 输出如下：
before: st6vectoriisaiiee after: std::vector
class type_info { public: virtual ~type_info(); const char* name() const; bool before(const type_info& __arg) const; bool operator==(const type_info& __arg) const; bool before(const type_info& __arg) const; bool operator==(const type_info& __arg) const; bool before(const type_info& __arg) const; bool operator==(const type_info& __arg) const; bool operator!=(const type_info& __arg) const; size_t hash_code() const throw(); virtual bool __is_pointer_p() const; virtual bool __is_function_p() const; virtual bool __do_catch(const type_info *__thr_type, void **__thr_obj, unsigned __outer) const; virtual bool __do_upcast(const __cxxabiv1::__class_type_info *__target, void **__obj_ptr) const; protected: const char *__name; explicit type_info(const char *__n): __name(__n) { } private: type_info& operator=(const type_info&); type_info(const type_info&);}; 从上述定义可以看出，其析构函数声明为virtual，至少可以说明其存在子对象，那么子对象又是如何被使用的呢？
其实，type_info可以当做一个接口类(通过调用typeid()获取type_info对象，实际上返回的是一个指向子类对象的type_info引用)，其有多个子类，对于有虚函数的类来说，在虚函数表中有一个slot专门用来存储该对象的信息，这块内容在文章后面将有详细说明。
实现 在前面有提到，typeid()会返回一个const std::type_info&对象，其中存储这对象的基本信息，那么如果其类型对象为多态和非多态时候，其又有什么区别呢？
如果类型对象至少包含一个虚函数，那么typeid操作符的类型是运行时的事情，也就是说在运行时才能获取到其真正的类型信息；否则，在编译期就能获取其具体类型，甚至在某些情况下，可以对typeid()的结果直接进行替换。
多态 多态，我们知道经常用于运行时，也就是说在运行时刻才会知道其指针或者引用指向的具体类型，如果要对一个包含虚函数的对象获取其类型信息(typeid)，那么也是在运行时才能具体知道，举例如下：
#include #include class base{public: virtual void fun() {}};class derived : public base{public: void fun() {}};void fun(base *b) { const std::type_info &info = typeid(b);}int main() { base *b = new derived; fun(b); return 0;} 上述代码汇编后(只取了部分关键代码)，如下所示：
fun(base*): push rbp mov rbp, rsp mov qword ptr [rbp-24], rdi mov qword ptr [rbp-8], offset flat:typeinfo for base* pop rbp retvtable for derived: .quad 0 .quad typeinfo for derived .quad derived::fun()vtable for base: .quad 0 .quad typeinfo for base .quad base::fun()typeinfo name for base*: .string p4basetypeinfo for base*: .quad vtable for __cxxabiv1::__pointer_type_info+16 .quad typeinfo name for base* .long 0 .zero 4 .quad typeinfo for basetypeinfo name for derived: .string 7derivedtypeinfo for derived: .quad vtable for __cxxabiv1::__si_class_type_info+16 .quad typeinfo name for derived .quad typeinfo for basetypeinfo name for base: .string 4basetypeinfo for base: .quad vtable for __cxxabiv1::__class_type_info+16 .quad typeinfo name for base 首先，我们看fun()函数的汇编(fun(base*):处)，在其中有一行offset flat:typeinfo for base* 代表获取base指针所指向对象的typeinfo。那么typeinfo又是如何获取的呢？
我们以base指针实际指向derived对象为例，vtable for derived:部分代表着derived类的虚函数表内容，其中有一行typeinfo for derived代表着derived类的typeinfo信息，而在该段中有一句typeinfo name for derived代表着该类的名称(7derived经过mangle之后，该句在上述代码中可以找到)。
综上内容，可以知道，对于存在虚函数的类来说，其对象的typeinfo信息存储在该类的虚函数表中。在运行时刻，根据指针的实际指向，获取其typeinfo()信息，从而进行相关操作。
其实，不难看出，上述汇编基本列出了类的对象布局，但仍然不是很清晰，gcc提供了一个参数 -fdump-class-hierarchy ，可以输出类的布局信息，仍然以上述代码为例，其布局信息如下：
vtable for basebase: 3u entries0 (int (*)(...))08 (int (*)(...))(& _zti4base)16 (int (*)(...))base::funclass base size=8 align=8 base size=8 base align=8base (0x0x7f59773402a0) 0 nearly-empty vptr=((& base::_ztv4base) + 16u)vtable for derivedderived: 3u entries0 (int (*)(...))08 (int (*)(...))(& _zti7derived)16 (int (*)(...))derived::funclass derived size=8 align=8 base size=8 base align=8derived (0x0x7f59773756e8) 0 nearly-empty vptr=((& derived::_ztv7derived) + 16u) base (0x0x7f5977340300) 0 nearly-empty primary-for derived (0x0x7f59773756e8) 我们注意查看，以 _zti 开头的代表类型信息，也就是type info的意思(至于以_z的意思嘛，我理解的是编译器的行为)，那么 _zti7derived 前面的_zti代表类型信息，而后面7代表类名(derived)的长度，最后面的代表类名。通过上面内存布局信息可以看出，在虚函数表中存在一项_zti7derived，其中存储着该对类的类型信息。
如果想要知道其具体名称，可以使用c++filt来查看，如下：
c++filt _zti7derivedtypeinfo for derived 非多态 代码如下：
#include #include #include class myclss {};int main() { myclss s; const std::type_info &info = typeid(s); return 0;} 在上述代码中，实现了一个空类myclass，然后在main()中，获取该类对象的typeinfo，上述代码汇编如下：
main: push rbp mov rbp, rsp mov qword ptr [rbp-8], offset flat:typeinfo for myclss mov eax, 0 pop rbp rettypeinfo name for myclss: .string 6myclsstypeinfo for myclss: .quad vtable for __cxxabiv1::__class_type_info+16 .quad typeinfo name for myclss 我们注意下在源码中的第三行即const std::type_info &info = typeid(s);对应汇编的第三行即qword ptr [rbp-8], offset flat:typeinfo for myclss，从而可以看出，在编译期，编译器已经知道了对象的具体信息，进而可以在某些情况下，直接由编译器进行替换(比如typeinf().name()操作等)。
dynamic_cast 记得在几年前的一次面试中，面试官提了个问题，对于dynamic_cast，如果操作失败了会有什么行为？当时对这块理解的也不深，所以仅仅回答了：对于指针类型转换，如果失败，则返回null，而对于引用，转换失败就抛出bad_cast。
作为c++开发人员，基本都知道dynamic_cast是c++中几个常用的类型转换符之一，其通过类型信息(typeinfo)进行相对安全的类型转换，在转换时，会检查转换的src对象是否真的可以转换成dst类型。dynamic_cast转换符只能用于含有虚函数的类，因此其常常用于运行期，对于不包括虚函数的类，完全可以使用其它几个转换符在编译期进行转换。通常来说，其类型转换分为向上转换和向下转换两种，如下图所示：
实例代码如下：
#include #include class base1 {public: void f0() {} virtual void f1() {} int a;};class base2 {public: virtual void f2() {} int b;};class derived : public base1, public base2 {public: void d() {} void f2() {} // override base2::f2() int c;};int main() { derived *d = new derived; base1 *b1 = new derived; base2 *b2 = dynamic_cast(d); // upcasting 向上转换 derived *d1 = dynamic_cast(b1); // downcasting 向下转换 return 0;} 实现 通过查阅资料，发现dynamic_cast最终会调用libstdc++中的__dynamic_cast函数，所以曾经以为__dynamic_cast函数就是dynamic_cast的实现版本，但是通过对比参数，发现并非如此：
dynamic_cast(t); // 只有一个参数// __dynamic_cast声明__dynamic_cast (const void *src_ptr, // object started from const __class_type_info *src_type, // type of the starting object const __class_type_info *dst_type, // desired target type ptrdiff_t src2dst) // how src and dst are related 所以，有没有可能__dynamic_cast只是dynamic_cast的一个分支实现？
为了验证猜测，示例如下：
#include #include class base1 {public: void f0() {} virtual void f1() {} int a;};class base2 {public: virtual void f2() {} int b;};class derived : public base1, public base2 {public: void d() {} void f2() {} // override base2::f2() int c;};template int checktype(t t) { int n = 0; if (dynamic_cast(t)) { n |= 1; } if (dynamic_cast(t)) { n |= 2; } if (dynamic_cast(t)) { n |= 4; } return n;}int main() { derived *d = new derived; base1 *b1 = new base1; base2 *b2 = new base2; checktype(d); checktype(b1); checktype(b2); return 0;} 既然本节内容是dynamic_cast，而只在 checktype() 函数中才有对dynamic_cast的调用，那么我们着重分析checktype函数。
首先，我们通过g++的命令-fdump-class-hierarchy获取其内存布局，derived内存布局如下（需要注意32 (int (*)(...))-16 和 base2 (0x0x7f7fbbe5b6c0) 16部分）：
vtable for derivedderived: 7u entries0 (int (*)(...))08 (int (*)(...))(& _zti7derived)16 (int (*)(...))base1::f124 (int (*)(...))derived::f232 (int (*)(...))-1640 (int (*)(...))(& _zti7derived)48 (int (*)(...))derived::_zthn16_n7derived2f2evclass derived size=32 align=8 base size=32 base align=8derived (0x0x7f7fbbf10c40) 0 vptr=((& derived::_ztv7derived) + 16u) base1 (0x0x7f7fbbe5b660) 0 primary-for derived (0x0x7f7fbbf10c40) base2 (0x0x7f7fbbe5b6c0) 16 vptr=((& derived::_ztv7derived) + 48u) 向上转换 在checktype(derived*)处，通过gdb进行分析，如下：
(gdb) disasdump of assembler code for function _z9checktypeip7derivedeit_: 0x00000000004009ce : push %rbp 0x00000000004009cf : mov %rsp,%rbp 0x00000000004009d2 : mov %rdi,-0x18(%rbp)=> 0x00000000004009d6 : movl $0x0,-0x4(%rbp) 0x00000000004009dd : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x00000000004009e2 : je 0x4009e8 0x00000000004009e4 : orl $0x1,-0x4(%rbp) ; if t != nullptr 0x00000000004009e8 : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x00000000004009ed : je 0x4009f3 0x00000000004009ef : orl $0x2,-0x4(%rbp) ; if t != nullptr 0x00000000004009f3 : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x00000000004009f8 : je 0x400a0b 0x00000000004009fa : mov -0x18(%rbp),%rax 0x00000000004009fe : add $0x10,%rax 0x0000000000400a02 : test %rax,%rax 0x0000000000400a05 : je 0x400a0b 0x0000000000400a07 : orl $0x4,-0x4(%rbp) ; if t != nullptr && t + 0x10 != nullptr 0x0000000000400a0b : mov -0x4(%rbp),%eax 0x0000000000400a0e : pop %rbp 0x0000000000400a0f : retqend of assembler dump. 为了便于理解，在上述代码关键部分加上了注释.
我们注意到，在上述汇编代码中，没有找到外部函数调用(__dynamic_cast)，而仅仅是一些常用的跳转和比较指令。其中，前两条orl指令的执行条件为t不为0，而第三条orl指令的执行条件为t不为0且t+16不为0。这几个行为是在编译期完成的，也就是说在本例中，dynamic_cast由编译器在编译期实现了转换，所以可以说其是静态转换。
在前面的内存布局中，derived对象有3个偏移量，分别为(derived/base1 = 0, base2 = +0x10)，即相对于derived和base1其偏移量为0，而相对于base2其偏移量为16。前两个dynamic_cast是derived* -> derived* 和 derived* -> base1*，都不需要调整指针，所以在checktype的if语句中使用t的值作为dynamic_cast的返回值。在第三次derived* -> base2*转换中，编译时知道地址是t+0x10，所以计算t+0x10的结果就是dynamic_cast的返回值。
至此，我们可以说，dynamic_cast操作中，向上转换是静态操作，在编译阶段完成。
向下转换 在checktype(base1*)处，通过gdb进行分析，如下：
(gdb) disasdump of assembler code for function _z9checktypeip5base1eit_: 0x0000000000400a10 : push %rbp 0x0000000000400a11 : mov %rsp,%rbp 0x0000000000400a14 : sub $0x20,%rsp 0x0000000000400a18 : mov %rdi,-0x18(%rbp)=> 0x0000000000400a1c : movl $0x0,-0x4(%rbp) 0x0000000000400a23 : mov -0x18(%rbp),%rax 0x0000000000400a27 : test %rax,%rax 0x0000000000400a2a : je 0x400a4f 0x0000000000400a2c : mov $0x0,%ecx ; src2dst = 0 0x0000000000400a31 : mov $0x400c98,%edx ; dst_type 0x0000000000400a36 : mov $0x400cf8,%esi ; src_type 0x0000000000400a3b : mov %rax,%rdi 0x0000000000400a3e : callq 0x4006d0 0x0000000000400a43 : test %rax,%rax 0x0000000000400a46 : je 0x400a4f 0x0000000000400a48 : mov $0x1,%eax 0x0000000000400a4d : jmp 0x400a54 0x0000000000400a4f : mov $0x0,%eax 0x0000000000400a54 : test %al,%al 0x0000000000400a56 : je 0x400a5c 0x0000000000400a58 : orl $0x1,-0x4(%rbp) 0x0000000000400a5c : cmpq $0x0,-0x18(%rbp) 0x0000000000400a61 : je 0x400a67 0x0000000000400a63 : orl $0x2,-0x4(%rbp) 0x0000000000400a67 : mov -0x18(%rbp),%rax 0x0000000000400a6b : test %rax,%rax 0x0000000000400a6e : je 0x400a95 0x0000000000400a70 : mov $0xfffffffffffffffe,%rcx ; src2dst = -2 0x0000000000400a77 : mov $0x400ce0,%edx ; dst_type 0x0000000000400a7c : mov $0x400cf8,%esi ; src_type 0x0000000000400a81 : mov %rax,%rdi 0x0000000000400a84 : callq 0x4006d0 0x0000000000400a89 : test %rax,%rax 0x0000000000400a8c : je 0x400a95 0x0000000000400a8e : mov $0x1,%eax 0x0000000000400a93 : jmp 0x400a9a 0x0000000000400a95 : mov $0x0,%eax 0x0000000000400a9a : test %al,%al 0x0000000000400a9c : je 0x400aa2 0x0000000000400a9e : orl $0x4,-0x4(%rbp) 0x0000000000400aa2 : mov -0x4(%rbp),%eax 0x0000000000400aa5 : leaveq---type to continue, or q to quit--- 0x0000000000400aa6 : retqend of assembler dump. 通过上述汇编代码，很明显可以看出，base1* -> base1*不进行任何转换（这不废话嘛，类型是相同的）。而对于base1* -> derived* 以及 base1* -> base2* 则需要调用__dynamic_cast函数，而其所需要的参数，在汇编指令中也可以看出，下面将对该函数进行详细分析。
__dynamic_cast参数语义 声明如下：
__dynamic_cast (const void *src_ptr, // object started from const __class_type_info *src_type, // type of the starting object const __class_type_info *dst_type, // desired target type ptrdiff_t src2dst) // how src and dst are related 在上述声明中：
• src_ptr代表需要转换的指针
• src_type原始类型
• dst_type目标类型
• src2dst表示从dst到src的偏移量，当该值为如下3个之一时候，有特殊含义:
• -1: no hint
• -2: src is not a public base of dst
• -3: src is a multiple public base type but never a virtual base type
src2dst的值中，-2代表src 不是 dst 的公共基类，如上节中的base1* -> base2*；-3代表src是多个（dst的）公共基类并且不是虚基类，即没有虚拟继承的菱形继承。如果不为-1 -2 -3三值之一，则src2dst代表src和dst的偏移，如上一节中从base1* -> base1*转换的时候传值为0，即偏移为0；base1*->base2*转换的时候，传的值为-2(0xfffffffffffffffe)。
__dynamic_cast实现 extern c void *__dynamic_cast (const void *src_ptr, // object started from const __class_type_info *src_type, // type of the starting object const __class_type_info *dst_type, // desired target type ptrdiff_t src2dst) // how src and dst are related { const void *vtable = *static_cast (src_ptr); const vtable_prefix *prefix = adjust_pointer (vtable, -offsetof (vtable_prefix, origin)); const void *whole_ptr = adjust_pointer (src_ptr, prefix->whole_object); const __class_type_info *whole_type = prefix->whole_type; __class_type_info::__dyncast_result result; // if the whole object vptr doesn't refer to the whole object type, we're // in the middle of constructing a primary base, and src is a separate // base. this has undefined behavior and we can't find anything outside // of the base we're actually constructing, so fail now rather than // segfault later trying to use a vbase offset that doesn't exist. const void *whole_vtable = *static_cast (whole_ptr); const vtable_prefix *whole_prefix = adjust_pointer (whole_vtable, -offsetof (vtable_prefix, origin)); const void *whole_vtable = *static_cast (whole_ptr); const vtable_prefix *whole_prefix = (adjust_pointer (whole_vtable, -ptrdiff_t (offsetof (vtable_prefix, origin)))); if (whole_prefix->whole_type != whole_type) return null; // avoid virtual function call in the simple success case. if (src2dst >= 0 && src2dst == -prefix->whole_object && *whole_type == *dst_type) return const_cast (whole_ptr); whole_type->__do_dyncast (src2dst, __class_type_info::__contained_public, dst_type, whole_ptr, src_type, src_ptr, result);... 这个函数先通过src_ptr来初始化部分局部变量:
• vtable 通过对src_ptr解引用(deref)获取
• vtable_prefix 子对象虚函数表地址，通过vtable的类型信息和offset_to_top来获取
• whole_ptr src_ptr最底层的派生类地址，一般为src_ptr的值加上offset_to_top
• whole_type src_ptr最底层的派生类的虚函数表中的类型信息(type info)
• whole_vtable whole对象的虚函数表地址
然后调用whole_type->__do_dyncast，而这也是该函数的核心模块。然后根据返回值的内容来判断结果，并进行相应的操作。
其中，vtable_prefix的定义如下：
struct vtable_prefix { // offset to most derived object. ptrdiff_t whole_object; // pointer to most derived type_info. const __class_type_info *whole_type; // what a class's vptr points to. const void *origin; }; • whole_object 表示当前指针指向对象的偏移量
• whole_type 指向 c++ 对象的类型：class（基类）、si_class（单一继承类型）、vmi_class（多重或虚拟继承类型）
• origin 表示虚函数表的入口，等于实例的虚指针。origin在这里的作用是offsetof，反向获取whole_object的指针。
__class_type_info::__dyncast_result 定义如下：
struct __class_type_info::__dyncast_result{ const void *dst_ptr; // pointer to target object or null __sub_kind whole2dst; // path from most derived object to target __sub_kind whole2src; // path from most derived object to sub object __sub_kind dst2src; // path from target to sub object int whole_details; // details of the whole class hierarchy... 在前面提到，__do_dyncast被调用之后，后面就根据其出参result的返回值进行各种判断，那么result到底什么意思呢？其实，从上述定义就能看出，whole2dst代表whole对象向dst的转换结果，而whole2src代表whole对象向src的转换结果等，通过下面的图能更加清晰的理解转换过程：
在上图中，有3中类型，src、whole以及dst，__do_dyncast函数功能则是提供该3中类型的转换结果，在只有满足以下3中情况时候，__dynamic_cast才返回非空：
• src是dst的公共基类
• dst和src不是直接继承的关系，但是whole2src和whole2dst都是public
• dst2src未知且whole2src是非public虚继承关系，则不使用whole，重新获取dst和src的关系
这块逻辑比较绕，其实可以将关系理解为图上的一条条连接线，节点理解为类型信息，dynamic_cast的过程，就是判断有没有从src到dst有没有路径的过程。
继承关系 在前面的内容中，遇到过vtable for __cxxabiv1::__si_class_type_info+16这种，那么si_class_type_info又是什么呢？同样，在翻阅了源码之后，发现其是gcc中继承关系的一种。
在gcc中，将继承关系表示为图结构，对于类，有以下三种类型(type info):
• class __class_type_info : public std::type_info
• class __si_class_type_info : public __class_type_info
• class __vmi_class_type_info : public __class_type_info
其中，__class_type_info 表示没有继承关系的类，__si_class_type_info 表示单继承的类，__vmi_class_type_info 表示多继承或虚拟继承的类。类名开头的si代表单继承，vmi代表虚拟或多重继承。
查看定义，__si_class_type_info 包含指向基类类型的单个指针，而 __vmi_class_type_info 包含指向基类类型的指针数组。基类类型存储其子对象的位置和基类的类型（public、virtual）。
仍然以上一节中的代码为例，使用gdb来分析__zti7derived、__zti5base1、__zti5base2的关系
(gdb) x/2xg &_zti7derived0x555555755d80 : 0x00007ffff7dca5d8 0x0000555555554d74(gdb) x/2xg 0x00007ffff7dca5d80x7ffff7dca5d8 : 0x00007ffff7ae0920 0x00007ffff7ae0940(gdb) p *(__cxxabiv1::__vmi_class_type_info*)0x555555755d80$2 = { = { = { _vptr.type_info = 0x7ffff7dca5d8 , __name = 0x555555554d74 7derived }, }, members of __cxxabiv1: __flags = 0, __base_count = 2, __base_info = {{ __base_type = 0x555555755dc8 , __offset_flags = 2 }}(gdb) p (*(__cxxabiv1::__vmi_class_type_info*)0x555555755d80)->__base_info[0]$4 = { __base_type = 0x555555755dc8 , __offset_flags = 2 __base_info[1]$5 = { __base_type = 0x555555755db8 , __offset_flags = 4098 <---- __public_mask(2) | offset:0x10}(gdb) x/2xg 0x555555755dc80x555555755dc8 : 0x00007ffff7dc98d8 0x0000555555554d7b(gdb) x/2xg 0x00007ffff7dc98d80x7ffff7dc98d8 : 0x00007ffff7add930 0x00007ffff7add950(gdb) x/2xg 0x555555755db80x555555755db8 : 0x00007ffff7dc98d8 0x0000555555554d77(gdb) x/2xg 0x00007ffff7dc98d80x7ffff7dc98d8 : 0x00007ffff7add930 0x00007ffff7add950(gdb) p *(__cxxabiv1::__class_type_info*)0x555555755dc8$6 = { = { _vptr.type_info = 0x7ffff7dc98d8 , __name = 0x555555554d7b 5base1 }, }(gdb) p *(__cxxabiv1::__class_type_info*)0x555555755db8$7 = { = { _vptr.type_info = 0x7ffff7dc98d8 , __name = 0x555555554d77 5base2 }, } 通过上述代码，可以看出_zti7derived是__vmi_class_type_info的一个实例，其基类数组的类型分别是_zti5base1和_zti5base2，通过将这些类型展开，就能获取一张图结构，进而说明dynamic_cast的过程就是遍历图结构确定路径关系的过程，采用的是深度优先搜索。
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