具有相同原始指针的 shared_ptr<Base> 和 shared_ptr<Derived> 的实例会共享引用计数吗？

Question

假设我有两个类，Base 和 Derived，其中 Derived 继承自 Base。现在，假设我执行以下代码：

shared_ptr<Derived> derivedPtr = make_shared<Derived>();
shared_ptr<Base> basePtr = derivedPtr;

将derivedPtr 复制到basePtr 是否会导致derivedPtr 的引用计数被更新（使derivedPtr.use_count() 和basePtr.use_count() 等于2）？或者，由于shared_ptr 的两个实例是不同的类型，这两个实例是否会有一个不共享的单独引用计数（因此derivedPtr.use_count() 和basePtr.use_count() 等于1）？

Answer 1

所以shared_ptr 不仅仅是一个指针和一个引用计数。

它是一个指针和一个指向控制块的指针。该控制块包含强计数、弱计数和销毁函数。

有 3 种方法可以构造 shared_ptr。

首先，您可以从原始指针构造它。发生这种情况时，它会分配一个控制块并在其中插入一个“破坏者”函数来破坏原始指针内存 (delete t;)。

其次，你可以使用make_shared。这为控制块和其中的对象分配了一个块空间。然后它将销毁器设置为仅销毁对象，而不回收内存。控制块的析构函数清除两个内存分配。

第三，有别名构造函数。这些共享控制块（以及因此的销毁代码），但具有不同的对象指针。

最常见的别名构造函数是创建指向基址的指针的构造函数，正如您在上面所做的那样。指向基址的指针与您创建它的共享 ptr 不同，但控制块保持不变。因此，每当控制块达到 0 强引用计数时，它就会将该对象作为其原始派生对象销毁。

比较少见的可以用来返回指向成员变量的共享指针，像这样：

struct Bob {
  int x;
};
auto pBob = std::make_shared<Bob>();
pBob->x = 7;
auto pInt = std::shared_ptr<int>( pBob, &(pBob->x) );

现在pInt 是一个指向pBob->x 的指针，它共享上面两行创建的Bob 的引用计数（我们在上面创建了pBob）。

pBob = {};

现在指向Bob 的最后一个指针消失了，但对象仍然存在，由pInt 的控制块（和强计数）所有权保持活动状态。

那么当我们：

pInt = {};

Bob 终于被释放了。

您在问题中所做的cast-to-base 隐式转换只是这个的一种变体。

第二个别名构造函数也可以用来做极其奇怪的事情，但那是另一个话题了。

---

shared/weak ptr 是其中一种情况，您似乎可以在不理解它的情况下对其进行“猴子编码”，但根据我的经验，使用共享所有权非常困难，以至于完全理解 shared ptr (a) 比共享更容易所有权，并且 (b) 更容易获得共享所有权。