通过引用传递时，std::shared_ptr 如何跨类层次结构转换？答案

【问题标题】：How does std::shared_ptr converts across class hierarchy when passing by reference?通过引用传递时，std::shared_ptr 如何跨类层次结构转换？
【发布时间】：2015-04-18 23:09:53
【问题描述】：

查看 20.8.2.2 类模板 shared_ptr [util.smartptr.shared] 我意识到 std::shared_ptr 具有模板复制构造函数和赋值运算符，允许从shared_ptr<Derived> 到 shared_ptr<Base> 当且仅当 Derived* 可转换为 Base*。这些转换（在我的理解中）仅通过模板化的复制构造函数和赋值运算符完成。但是，似乎我也可以将 shared_ptr<Derived> 传递给采用 shared_ptr<Base>& 的函数（即通过引用传递）。似乎应该有一个隐式转换运算符，但根据标准没有。

下面的代码阐明了我的意思：

#include <iostream>
#include <memory>

struct Base {};
struct Derived: Base {};

void f(const std::shared_ptr<Base>& ) {}

int main()
{
    std::shared_ptr<Derived> spDerived(new Derived);

    // conversion below is OK, via template copy ctor
    std::shared_ptr<Base> spBase(spDerived); 
    // also OK, via template copy assignment operator
    spBase = spDerived; 

    // why is this OK? Cannot see any conversion operators in
    // 20.8.2.2 Class template shared_ptr [util.smartptr.shared]
    f(spDerived); 
}

我的问题：在这种情况下，谁在调用f(spDerived) 中执行从shared_ptr<Derived> 到shared_ptr<Base> 的转换？（对于编译器shared_ptr<Derived> 与shared_ptr<Base> 没有任何关系，即使Derived 是Base 的子级）

【问题讨论】：

一个临时的std::shared_ptr<Base> 是通过转换构造函数创建的，并绑定到引用。也就是说，调用相当于f(std::shared_ptr<Base>(spDerived))
我说的是转换构造函数，而不是复制构造函数（构造函数模板永远不是复制构造函数；/end pedantic 模式）。无论如何，你怎么知道没有构造函数被调用？由于您的函数是无操作的，很可能整个调用都被优化掉了。
@IgorTandetnik 我想我明白发生了什么，编译器可以执行一次用户定义的转换，并且可以调用模板转换 ctor...然后将 temp 绑定到 const ref。跨度>
您的问题和下面接受的答案都谈到了模板复制构造函数。正如伊戈尔已经解释的那样，没有这样的事情。构造函数模板永远不能是复制/移动构造函数。此处使用的构造函数是编号为 (9) here 的第二个构造函数。您已经了解这里发生了什么，但是删除f 的参数类型中的const 并查看代码如何编译失败（在MSVC 上不会失败）可能会很有趣。

标签： c++ c++11 type-conversion shared-ptr implicit-conversion

【解决方案1】：

通过模板复制 ctor 创建一个临时副本，该副本就是被引用的内容。 ctor 是隐含的，因此在这种情况下可以合法地调用它。从根本上讲，这个电话和f(std::string); f("hello"); 之间没有区别。完全相同的机制在起作用。这是一个常规的隐式转换。

【讨论】：

我通过 const 引用传递，所以它应该是安全的。我只是不明白为什么要调用复制构造函数。
@vsoftco：哦，我一定是脑残了，根本没看到const。复制构造函数被调用是因为它是隐式的，所以编译器可以隐式创建一个临时的。