非侵入式智能指针在继承和多重继承方面的表现如何？

Question

我正在使用 C++。 C++0x 使用 Visual Studio 2010 是正确的。

假设我有一个类 Z。为了让我的应用程序更安全地使用指向该类的指针，我可以始终使用智能指针（共享指针、弱指针）。

现在这个类 Z 继承自一个类 X。我的应用程序的某些部分将使用指向类 X 的指针，其他部分将使用指向类 Z 的指针。

• 我还能使用智能指针吗？
• 如果我有一些指向 X 和其他指向 Z 的共享指针仍然有效吗？是否保证销毁最后一个指向实例的共享指针（不管是std::shared_ptr<X>还是std::shared_ptr<Z>）会删除实例？我确定如果我删除std::shared_ptr<X>，只要有另一个std::shared_ptr<Y>，实例就会保留？

现在假设我使用多重继承，其中 Z 继承自类 X 和 Y。 我的应用程序的某些部分可以使用std::shared_ptr<X>，其他部分可以使用std::shared_ptr<Y>，其他部分可以使用std::shared_ptr<Z>。

• 我还能这样使用共享指针吗？
• 是否仍然保证只有最后一个智能指针（无论它指向 X、Y 还是 Z）删除实例？

顺便说一句，我怎样才能安全地将一个智能指针转换为另一个，例如将std::shared_ptr<Z> 转换为std::shared_ptr<X>？这行得通吗？这允许吗？

请注意，我明确引用了非侵入式指针（如 C++0x 中的新 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr）。当使用侵入式指针时（如在 Boost 中），它可能会起作用，因为实例本身负责保持计数器。

Answer 1

是的，标准 §20.9.11.2.10 [util.smartptr.shared.cast] 支持。

你需要的工具是：

• std::static_pointer_cast<>()
• std::dynamic_pointer_cast<>()

它们与 C++03 对应部分 static_cast<>() 和 dynamic_cast<>() 具有相同的语义。一个区别是它们仅适用于std::shared_ptrs。只是为了冗长，他们会做你期望的事情，并正确地在原始和新演员 shared_ptrs 之间共享引用计数。

struct X { virtual ~X(){} };
struct Y : public X {};
struct Z : public X {};

int main()
{
   {
      //C++03
      X* x = new Z;
      Z* z = dynamic_cast<Z*>(x);
      assert(z);
      x = new Y;
      z = dynamic_cast<Z*>(x);
      assert(!z);
      z = static_cast<Z*>(x);
      assert(z); //EVIL!!!
   }

   {
      //C++0x
      std::shared_ptr<X> x{new Z};
      std::shared_ptr<Z> z{std::dynamic_pointer_cast<Z>(x)};
      assert(z);
      x = std::make_shared<Y>();
      z = std::dynamic_pointer_cast<Z>(x);
      assert(!z);
      z = std::static_pointer_cast<Z>(x);
      assert(z); //EVIL!!!

      // reference counts work as expected.
      std::shared_ptr<Y> y{std::static_pointer_cast<Y>(x)};
      assert(y);

      std::weak_ptr<Y> w{y};
      assert(w.expired());

      y.reset();
      assert(w.expired());

      x.reset();
      assert(!w.expired());      
   }
   {
      //s'more nice shared_ptr features
      auto z = std::make_shared<X>();
      std::shared_ptr<X> x{z};
      assert( z == x );
      x = z; //assignment also works.
   }
}