C++标记模式 运行时类型识别替代

标记模式是一种基于类型标签在编译期实现函数分发的技术，通过定义标签类型（如tag_derived_a）并结合虚函数返回对应标签，利用if constexpr在编译期判断类型并调用相应逻辑，避免了RTTI开销，适用于嵌入式或性能敏感场景，但需手动扩展标签且灵活性低于dynamic_cast。

在C++中，运行时类型识别（RTTI）提供了

dynamic_cast

typeid

什么是标记模式

标记模式是一种基于类型特征进行函数重载分发的技术。它不依赖RTTI，而是通过类型标签（tag types）在编译期决定调用哪个函数版本。虽然它本质上是编译期机制，但可以结合运行时逻辑模拟出类似RTTI的行为。

常见的标签类型包括：

• std::true_type

  /

  std::false_type

• 自定义空结构体如

  struct tag_int {};

用标记模式替代RTTI的常见场景

假设你有一个基类指针，想根据实际类型执行不同逻辑，但不能使用

dynamic_cast

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示例：基于标记的类型分发

定义类层次结构并嵌入类型标签：

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struct tag_base {};
struct tag_derived_a : tag_base {};
struct tag_derived_b : tag_base {};
struct Base {
virtual ~Base() = default;
virtual tag_base type_tag() const = 0;
};
struct DerivedA : Base {
tag_derived_a type_tag() const override { return {}; }
void process() { / A专属处理 / }
};
struct DerivedB : Base {
tag_derived_b type_tag() const override { return {}; }
void process() { / B专属处理 / }
};

使用标签进行分发：

void handle(Base& obj) {
    auto tag = obj.type_tag();
if constexpr (std::is_same_v) {
    static_cast(obj).process();
} else if constexpr (std::is_same_v) {
    static_cast(obj).process();
}
}

这种方式在编译期完成类型判断，避免了RTTI开销，同时保持类型安全。
与RTTI相比的优势与局限
优势：

无需开启RTTI，兼容更多平台
性能更高，无运行时类型查询开销
类型检查在编译期完成，更安全

局限：

需要手动为每个类型定义标签和分发逻辑
不支持跨模块的动态类型查询
灵活性低于
dynamic_cast

结合类型特征实现更通用的方案
可结合
std::is_base_of
、
std::enable_if
等 trait 实现更智能的标记判断：
template
auto dispatch(T& obj) -> std::enable_if_t> {
    if constexpr (std::is_same_v)
        obj.process();
    else if constexpr (std::is_same_v)
        obj.process();
}
这种模式在标准库中广泛应用，例如迭代器分类（input_iterator_tag等），是替代RTTI的有效手段。
基本上就这些。标记模式不是直接复制RTTI功能，而是提供一种更可控、更高效的类型分发机制，适合在禁用RTTI或追求性能的场景中使用。