如何将 shared_ptr<base>“重新分配”给新的派生对象答案

【问题标题】：How to "reassign" a shared_ptr<base> to a new derived object如何将 shared_ptr<base>“重新分配”给新的派生对象
【发布时间】：2021-08-15 08:23:57
【问题描述】：

我正在使用 C++ 编写解释性语言。现在的问题是我想实现重新分配之类的功能：

VAR a = [1,"2",[3,4]]
VAR a[0] = 100

在我的语言中，List 是shared_ptr<Data> 的vector，这样您就可以在一个列表中存储不同类型的数据。如果有人要更改元素，我可以得到shared_ptr<Data> elem，以及即将分配的shared_ptr<Data> value。

类似：

shared_ptr<Data> elem = visit(elem_node)
shared_ptr<Data> value = visit(value_node)
*elem = *value;

抱歉，我忘了说 visit() 返回的是一个值，而不是一个引用，这就是为什么我没有让 elem=value;

事实证明，唯一改变的是来自Data 类的数据成员。

但我想要的是让shared_ptr“重新指向”一个新对象。有可能吗？

我试过dynamic_pointer_cast，如果原始元素和新值是同一类型，一切都很好。但正如我所指出的，我允许在一个列表中包含不同类型的元素，所以这只能是我的最后一根稻草。

我已经根据 Remy Lebeau 的回答编写了一个演示代码（谢谢）：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <memory>
using namespace std;

struct Data
{
    virtual ~Data() = default;
    virtual void print() = 0;
};

struct Integer : Data
{
    int value;
    Integer(int val) : value(val) {}
    void print() override { cout << "integer(" << value << ")" << endl; }
};

struct String : Data
{
    string value;
    String(string val) : value(val) {}
    void print() override { cout << "string(\"" << value << "\")" << endl; }
};

struct RuntimeResult
{
    RuntimeResult success(const shared_ptr<Data> &value)
    {
        this->value = value;
        return (*this);
    }

    shared_ptr<Data> registry(const RuntimeResult &res)
    {
        // this is for handling error
        // but this simplify version simply return value;
        return res.value;
    }

    shared_ptr<Data> value;
};

int main()
{
    // simulate a List variable
    vector<shared_ptr<Data>> list;
    list.push_back(make_shared<Integer>(123456));
    list.push_back(make_shared<String>("hello"));

    RuntimeResult res;

    // inside registry, it should be something like visit_IndexNode(elem_node)
    // to interprete a node on AST Tree
    // but the return is simply like what have shown below
    shared_ptr<Data> elem = res.registry(RuntimeResult().success(list.at(0)));
    // Using Visual Studio 2019's debugging mode
    // we can see that elem's ptr == list[0]'s ptr
    // in other word, they are pointing to the same thing(123456)

    shared_ptr<Data> value = res.registry(RuntimeResult().success(make_shared<String>("test")));

    elem = value;
    elem->print(); // "test"

    list[0]->print(); // still 123456

    return 0;
}

这正是我的问题

【问题讨论】：

标签： c++ vector polymorphism shared-ptr

【解决方案1】：

但我想要的是让shared_ptr“重新指向”一个新对象。有可能吗？

是的。只需将一个 shared_ptr<Data> 分配给另一个，无需强制转换：

shared_ptr<Data> &elem = ...;
shared_ptr<Data> value = ...;
elem = value;

Online Demo

【讨论】：

您可以这样做的原因是通过返回参考。我已经尝试过了，但它一直在递增使用计数时崩溃，出现 0xCCCCCCCC 内存访问错误，所以我的返回值只是一个没有 & 的 shared_ptr
我看看能不能做到。但是如果没问题，你可以去看看我的回购github.com/Morphlng/Basic。您要查看的部分位于 src/Interpreter 下。问题出现在函数 visit_MutateNode 中，假设返回 shared_ptr elem 的代码就在它的下面，visit_IndexNode。
@Morphlng 您的示例并没有满足您的要求，因为它根本没有修改列表的内容。我的例子确实如此。此外，您的示例也没有演示内存访问错误。请使用minimal reproducible example 更新您的问题，不要要求人们从外部站点下载代码。但我可以告诉你，你指出的代码效率很低，需要认真重写。您正在制作大量不必要的对象副本，并且您的类型化处理非常难看。有更好的设计选择（多态性等）
是的，这是我第一次使用这些多态性的东西，我会在实现大部分功能后尝试改进这些代码。

【解决方案2】：

正如 Remy 指出的那样，我的起源问题是由于设计不当造成的。但是，我已经设法通过使用shared_ptr<unique_ptr<Base>> 来解决它。

想法是以某种方式将shared_ptr 的所有引用更改为“重新指向”新的派生对象。按照这个想法，我找到了一个问答Replace all references to a object in a shared_ptr

通过添加第二层间接，我可以执行以下操作：

class Data;

class Integer:public Data;

class String:public Data;

shared_ptr<unique_ptr<Data>> origin_value = make_shared<unique_ptr<Data>>(make_unique<Integer>(123));

auto copy = origin_value;

shared_ptr<unique_ptr<Data>> new_value = make_shared<unique_ptr<Data>>(make_unique<String>("hello"));

(*copy).reset((*new_value).release());

这会将origin_value 和copy 都更改为new_value。

【讨论】：