将 shared_ptr<Derived> 作为 shared_ptr<Base> 传递答案

【问题标题】：Passing shared_ptr<Derived> as shared_ptr<Base>将 shared_ptr<Derived> 作为 shared_ptr<Base> 传递
【发布时间】：2012-11-04 09:43:27
【问题描述】：

将派生类型的shared_ptr 传递给采用基类型shared_ptr 的函数的最佳方法是什么？

我通常通过引用传递shared_ptrs 以避免不必要的复制：

int foo(const shared_ptr<bar>& ptr);

但如果我尝试做类似的事情，这不起作用

int foo(const shared_ptr<Base>& ptr);

...

shared_ptr<Derived> bar = make_shared<Derived>();
foo(bar);

我可以使用

foo(dynamic_pointer_cast<Base, Derived>(bar));

但这似乎不是最理想的，原因有两个：

有没有更好的解决方案？

后人更新：

原来是缺少头文件的问题。此外，我在这里尝试做的事情被认为是反模式。一般来说，

不影响对象生命周期的函数（即对象在函数的持续时间内保持有效）应该采用普通引用或指针，例如int foo(bar& b).
使用一个对象的函数（即给定对象的最终用户）应该按值获取unique_ptr，例如int foo(unique_ptr<bar> b)。调用者应该 std::move 将值放入函数中。
延长对象生命周期的函数应按值采用shared_ptr，例如int foo(shared_ptr<bar> b)。避免circular references 的通常建议适用。

详情请参阅 Herb Sutter 的Back to Basics talk。

【问题讨论】：

为什么要传递shared_ptr？为什么没有 bar 的 const 引用？
任何dynamic 转换仅用于向下转换。此外，传递派生指针应该可以正常工作。它将创建一个新的shared_ptr，具有相同的引用计数（并增加它）和一个指向基址的指针，然后绑定到 const 引用。但是，由于您已经在参考，因此我完全不明白您为什么要使用 shared_ptr。拨打Base const& 并致电foo(*bar)。
@Xeo：至少在 MSVC 2010 中，传递派生指针（即foo(bar)）不起作用。
“显然行不通”是什么意思？代码编译并正确运行；你是在问如何避免创建一个临时的shared_ptr 来传递给函数？我很确定没有办法避免这种情况。
@Seth：我不同意。我认为有理由通过值传递共享指针，并且几乎没有理由通过引用传递共享指针（所有这些都没有提倡不需要的副本）。在这里推理stackoverflow.com/questions/10826541/…

【解决方案1】：

如果您忘记在派生类上指定 public 继承，也会发生这种情况，即，如果您像我一样写这个：

class Derived : Base
{
};

代替：

class Derived : public Base
{
};

【讨论】：

【解决方案2】：

虽然Base 和Derived 是协变的并且指向它们的原始指针会相应地起作用，但shared_ptr<Base> 和shared_ptr<Derived> 是非协变的。 dynamic_pointer_cast 是处理此问题的正确且最简单的方法。

（编辑：static_pointer_cast 会更合适，因为您正在从派生转换为基础，这是安全的，不需要运行时检查。请参阅下面的 cmets。）

但是，如果您的 foo() 函数不希望参与延长生命周期（或者更确切地说，参与对象的共享所有权），那么最好接受 const Base& 并取消引用shared_ptr 传递给 foo() 时。

void foo(const Base& base);
[...]
shared_ptr<Derived> spDerived = getDerived();
foo(*spDerived);

顺便说一句，因为shared_ptr 类型不能是协变的，所以当返回shared_ptr<T> 的类型时，跨协变返回类型的隐式转换规则不适用。

【讨论】：

它们不是协变的，但 shared_ptr<Derived> 可以隐式转换为 shared_ptr<Base>，因此代码应该在没有强制转换的情况下工作。
嗯，shared_ptr<Ty> 有一个构造函数，它接受 shared_ptr<Other> 并在 Ty* 隐式转换为 Other* 时进行适当的转换。如果需要演员表，static_pointer_cast 是合适的，而不是dynamic_pointer_cast。
是的，但不是他的参考参数，如问题所示。无论如何，他都需要复印一份。但是，如果他使用对shared_ptr 的引用来避免引用计数，那么首先就没有充分的理由使用shared_ptr。最好改用const Base&。
@PeteBecker 查看我对 Mike 关于转换构造函数的评论。老实说，我不知道static_pointer_cast，谢谢。
@TanveerBadar 不确定。也许这在 2012 年未能编译？（特别是使用 Visual Studio 2010 或 2012）。但是你是绝对正确的，如果 /publiclyderived/ 类的完整定义对编译器可见，则 OP 的代码绝对应该编译。

【解决方案3】：

还要检查包含派生类完整声明的头文件的#include 是否在源文件中。

我遇到了这个问题。 std::shared<derived> 不会转换为 std::shared<base>。我已经前向声明了这两个类，以便我可以保存指向它们的指针，但是因为我没有 #include，编译器无法看到一个类是从另一个类派生的。

【讨论】：

【解决方案4】：

听起来你太努力了。 shared_ptr 复制成本低；这是它的目标之一。通过引用传递它们并没有真正完成太多。如果您不想共享，请传递原始指针。

也就是说，有两种方法可以做到这一点，我能想到的就是：

foo(shared_ptr<Base>(bar));
foo(static_pointer_cast<Base>(bar));

【讨论】：