DELPHI RTTI 探索.docx
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DELPHIRTTI探索
问题：
Delphi的RTTI机制浅探（积分：
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ObjectPascal（版主：
menxin,cAkk）
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2004-1-210:
48:
00,ID：
2420610
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Delphi的RTTI机制浅探
savetime2k@ 2004.1.20
目录
===============================================================================
⊙RTTI简介
⊙类（class）和VMT的关系
⊙类（class）、类的类（classofclass）、类变量（classvariable）的关系
⊙TObject.ClassType和TObject.ClassInfo
⊙is和as运算符的原理
⊙TTypeInfo–RTTI信息的结构
⊙获取类（class）的属性（property）信息
⊙获取方法（method）的类型信息
⊙获取有序类型（ordinal）、集合（set）类型的RTTI信息
⊙获取其它数据类型的RTTI信息
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）
正文
===============================================================================
⊙RTTI简介
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RTTI（Run-TimeTypeInformation）翻译过来的名称是“运行期类型信息”，也就是说可以在运行期获得数据类型或类（class）的信息。
这个RTTI到底有什么用处，我现在也说不清楚。
我是在阅读Delphi持续机制的代码中发现了很多RTTI的运用，只好先把RTTI学习一遍。
下面是我的学习笔记。
如果你发现了错误请告诉我。
谢谢！
Delphi的RTTI主要分为类（class）的RTTI和一般数据类型的RTTI，下面从类（class）开始。
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⊙类（class）和VMT的关系
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一个类（class），从编译器的角度来看就是一个指向VMT的指针（在后文用VMTptr表示）。
在类的VMTptr的负地址方向存储了一些类信息的指针，这些指针的值和指针所指的内容在编译后就确定了。
比如VMTptr-44的内容是指向类名称（ClassName）的指针。
不过一般不使用数值来访问这些类信息，而是通过System.pas中定义的以vmt开头的常量，如vtmClassName、vmtParent等来访问。
类的方法有两种：
对象级别的方法和类级别的方法。
两者的Self指针意义是不同的。
在对象级别的方法中Self指向对象地址空间，因此可以用它来访问对象的成员函数；在类级别的方法中Self指向类的VMT，因此只能用它来访问VMT信息，而不能访问对象的成员字段。
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⊙类（class）、类的类（classofclass）、类变量（classvariable）的关系
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上面说到类（class）就是VMTptr。
在Delphi中还可以用classof关键字定义类的类，并且可以使用类的类定义类变量。
从语法上理解这三者的关键并不难，把类当成普通的数据类型来考虑就可以了。
在编译器级别上表现如何呢？
为了简化讨论，我们使用TObject、TClass和TMyClass来代表上面说的三种类型：
type
TClass=classofTObject;
var
TMyClass:
TClass;
MyObject:
TObject;
begin
TMyClass:
=TObject;
MyObject:
=TObject.Create;
MyObject:
=TClass.Create;
MyObject:
=TMyClass.Create;
end;
在上面的例子中，三个TObject对象都被成功地创建了。
编译器的实现是：
TObject是一个VMTPtr常量。
TClass也是一个VMTptr常量，它的值就是TObject。
TMyClass是一个VMTptr变量，它被赋值为TObject。
TObject.Create与TClass.Create的汇编代码完全相同。
但TClass不仅缺省代表一个类，而且还（主要）代表了类的类型，可以用它来定义类变量，实现一些类级别的操作。
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⊙TObject.ClassType和TObject.ClassInfo
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functionTObject.ClassType:
TClass;
begin
Pointer（Result）:
=PPointer（Self）^;
end;
TObject.ClassType是对象级别的方法，Self的值是指向对象内存空间的指针，对象内存空间的前4个字节是类的VMTptr。
因此这个函数的返回值就是类的VMTptr。
classfunctionTObject.ClassInfo:
Pointer;
begin
Result:
=PPointer（Integer（Self）+vmtTypeInfo）^;
end;
TObject.ClassInfo使用class关键字定义，因此是一个类级别的方法。
该方法中的Self指针就是VMTptr。
所以这个函数的返回值是VMTptr负方向的vmtTypeInfo的内容。
TObject.ClassInfo返回的Pointer指针，实际上是指向类的RTTI结构的指针。
但是不能访问TObject.ClassInfo指向的内容（TObject.ClassInfo返回值是0），因为Delphi只在TPersistent类及TPersistent的后继类中产生RTTI信息。
（从编译器的角度来看，这是在TPersistent类的声明之前使用{$M+}指示字的结果。
）
TObject还定义了一些获取类RTTI信息的函数，列举在下，就不一一分析了：
TObject.ClassName:
ShortString; 类的名称
TObject.ClassParent:
TClass; 对象的父类
TObject.InheritsFrom:
Boolean; 是否继承自某类
TObject.InstanceSize:
Longint; 对象实例的大小
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⊙is和as运算符的原理
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我们知道可以在运行期使用is关键字判断一个对象是否属于某个类，可以使用as关键字把某个对象安全地转换为某个类。
在编译器的层次上，is和as的操作是由System.pas中两个函数完成的。
{System.pas}
function_IsClass（Child:
TObject;Parent:
TClass）:
Boolean;
begin
Result:
=（Child<>nil）andChild.InheritsFrom（Parent）;
end;
_IsClass很简单，它使用TObject的InheritsForm函数判断该对象是否是从某个类或它的父类中继承下来的。
每个类的VMT中都有一项vmtParent指针，指向该类的父类的VMT。
TObject.InheritsFrom实际上是通过[递归]判断父类VMT指针是否等于自己的VMT指针来判断是否是从该类继承的。
{System.pas}
classfunctionTObject.InheritsFrom（AClass:
TClass）:
Boolean;
var
ClassPtr:
TClass;
begin
ClassPtr:
=Self;
while（ClassPtr<>nil）and（ClassPtr<>AClass）do
ClassPtr:
=PPointer（Integer（ClassPtr）+vmtParent）^;
Result:
=ClassPtr=AClass;
end;
as操作符实际上是由System.pas中的_AsClass函数完成的。
它简单地调用is操作符判断对象是否属于某个类，如果不是就触发异常。
虽然_AsClass返回值为TObject类型，但编译器会自动把返回的对象改变为Parent类，否则返回的对象没有办法使用TObject之外的方法和数据。
{System.pas}
function_AsClass（Child:
TObject;Parent:
TClass）:
TObject;
begin
Result:
=Child;
ifnot（ChildisParent）then
Error（reInvalidCast）; //losesreturnaddress
end;
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⊙TTypeInfo–RTTI信息的结构
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RTTI信息的结构定义在TypInfo.pas中：
TTypeInfo=record //TTypeInfo是RTTI信息的结构
Kind:
TTypeKind; //RTTI信息的数据类型
Name:
ShortString; //数据类型的名称
{TypeData:
TTypeData} //RTTI的内容
end;
TTypeInfo就是RTTI信息的结构。
TObject.ClassInfo返回指向存放classTTypeInfo信息的指针。
Kind是枚举类型，它表示RTTI结构中所包含数据类型。
Name是数据类型的名称。
注意，最后一个字段TypeData被注释掉了，这说明该处的结构内容根据不同的数据类型有所不同。
TTypeKind枚举定义了可以使用RTTI信息的数据类型，它几乎包含了所有的Delphi数据类型，其中包括tkClass。
TTypeKind=（tkUnknown,tkInteger,tkChar,tkEnumeration,tkFloat,
tkString,tkSet,tkClass,tkMethod,tkWChar,tkLString,tkWString,
tkVariant,tkArray,tkRecord,tkInterface,tkInt64,tkDynArray）;
TTypeData是个巨大的记录类型，在此不再列出，后文会根据需要列出该记录的内容。
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⊙获取类（class）的属性（property）信息
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这一段是RTTI中最复杂的部分，努力把本段吃透，后面的内容都是非常简单的。
下面是一个获取类的属性的例子：
procedureGetClassProperties（AClass:
TClass;AStrings:
TStrings）;
var
PropCount,I:
SmallInt;
PropList:
PPropList;
PropStr:
string;
begin
PropCount:
=GetTypeData（AClass.ClassInfo）.PropCount;
GetPropList（AClass.ClassInfo,PropList）;
forI:
=0toPropCount-1do
begin
casePropList[I]^.PropType^.Kindof
tkClass :
PropStr:
='[Class]';
tkMethod :
PropStr:
='[Method]';
tkSet :
PropStr:
='[Set] ';
tkEnumeration:
PropStr:
='[Enum] ';
else
PropStr:
='[Field]';
end;
PropStr:
=PropStr+PropList[I]^.Name;
PropStr:
=PropStr+':
'+PropList[I]^.PropType^.Name;
AStrings.Add（PropStr）;
end;
FreeMem（PropList）;
end;
你可以在表单上放置一个TListBox，然后执行以下语句观察执行结果：
GetClassProperties（TForm1,ListBox1.Items）;
该函数先使用GetTypeData函数获得类的属性数量。
GetTypeData是TypInfo.pas中的一个函数，它的功能是返回TTypeInfo的TypeData数据的指针：
{TypInfo.pas}
functionGetTypeData（TypeInfo:
PTypeInfo）:
PTypeData;assembler;
class的TTypeData结构如下：
TTypeData=packedrecord
caseTTypeKindof
tkClass:
（
ClassType:
TClass; //类（VMTptr）
ParentInfo:
PPTypeInfo; //父类的RTTI指针
PropCount:
SmallInt; //属性数量
UnitName:
ShortStringBase;//单元的名称
{PropData:
TPropData}）; //属性的详细信息
end;
其中的PropData又是一个大小可变的字段。
TPropData的定义如下：
TPropData=packedrecord
PropCount:
Word; //属性数量
PropList:
recordend; //占位符，真正的意义在下一行
{PropList:
array[1..PropCount]ofTPropInfo}
end;
每个属性信息在内存中的结构就是TPropInfo，它的定义如下：
PPropInfo=^TPropInfo;
TPropInfo=packedrecord
PropType:
PPTypeInfo; //属性类型信息指针的指针
GetProc:
Pointer; //属性的Get方法指针
SetProc:
Pointer; //属性的Set方法指针
StoredProc:
Pointer; //属性的StoredProc指针
Index:
Integer; //属性的Index值
Default:
Longint; //属性的Default值
NameIndex:
SmallInt; //属性的名称索引（以0开始计数）
Name:
ShortString; //属性的名称
end;
为了方便访问属性信息，TypInfo.pas中还定义了指向TPropInfo数组的指针：
PPropList=^TPropList;
TPropList=array[0..16379]ofPPropInfo;
我们可以使用GetPropList获得所有属性信息的指针数组，数组用完以后要记得用FreeMem把数组的内存清除。
{TypInfo.pas}
functionGetPropList（TypeInfo:
PTypeInfo;outPropList:
PPropList）:
Integer;
GetPropList传入类的TTypeInfo指针和TPropList的指针，它为PropList分配一块内存后把该内存填充为指向TPropInfo的指针数组，最后返回属性的数量。
上面的例子演示了如何获得类的所有属性信息，也可以根据属性的名称单独获得属性信息：
{TypInfo.pas}
functionGetPropInfo（TypeInfo:
PTypeInfo;constPropName:
string）:
PPropInfo;
GetPropInfo根据类的RTTI指针和属性的名称字符串，返回属性的信息TPropInfo的指针。
如果没有找到该属性，则返回nil。
GetPropInfo很容易使用，举个例子：
ShowMessage（GetPropInfo（TForm,'Name'）^.PropType^.Name）;
这句调用显示了TForm类的Name属性的类型名称：
TComponentName。
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⊙获取方法（method）的类型信息
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所谓方法就是以ofobject关键字声明的函数指针，下面的函数可以显示一个方法的类型信息：
procedureGetMethodTypeInfo（ATypeInfo:
PTypeInfo;AStrings:
TStrings）;
type
PParamData=^TParamData;
TParamData=record //函数参数的数据结构
Flags:
TParamFlags; //参数传递规则
ParamName:
ShortString;//参数的名称
TypeName:
ShortString; //参数的类型名称
end;
functionGetParamFlagsName（AParamFlags:
TParamFlags）:
string;
var
I:
Integer;
begin
Result:
='';
forI:
=Integer（pfVar）toInteger（pfOut）dobegin
ifI=Integer（pfAddress）thenContinue;
ifTParamFlag（I）inAParamFlagsthen
Result:
=Result+''+GetEnumName（TypeInfo（TParamFlag）,I）;
end;
end;
var
MethodTypeData:
PTypeData;
ParamData:
PParamData;
TypeStr:
PShortString;
I:
Integer;
begin
MethodTypeData:
=GetTypeData（ATypeInfo）;
AStrings.Add（'---------------------------------'）;
AStrings.Add（'MethodName:
'+ATypeInfo^.Name）;
AStrings.Add（'MethodKind:
'+GetEnumName（TypeInfo（TM
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