为什么不将 shared_ptr to Derived 隐式转换为 shared_ptr to Base

Question

我不明白为什么在下面的代码中，shared_ptr<Derived<int>> 没有隐式转换为 shared_ptr<Base<int>>：

#include <memory>
    
template <typename T>
class Base {
};
    
template <typename T>
class Derived : public Base<T> {
};
    
template <typename T>
T foo(std::shared_ptr<Base<T>>) {
    return T{};
}
    
void main() {
    foo(std::make_shared<Base<int>>());
    foo(std::make_shared<Derived<int>>());
}

我遇到了convert std::shared_ptr<Derived> to const shared_ptr<Base>&，这似乎与我有关。我是否因为制作了函数模板而出错？

我得到的错误是：

E0304 没有函数模板“foo”的实例与参数列表匹配

C2664 'std::shared_ptr> foo(std::shared_ptr>)'：无法从 'std::shared_ptr>' 转换参数 1到 'std::shared_ptr>'

Answer 1

这种行为的原因是foo 是一个模板。请注意，如果foo 不是模板，则一切正常：

int foo(std::shared_ptr<Base<int>>) {
    return int{};
}

但是，当foo 是模板时，编译器首先需要实例化foo，并且它希望能够实例化完全匹配，因为此时不应用隐式转换。而且这个实例化不能成功，所以报错。

解决此问题的一种方法是使foo 成为一个非常贪婪的模板，然后添加额外的可转换性约束。例如：

#include <memory>

template <typename T>
class Base {
public:
    using Type = T;
};

template <typename T>
class Derived : public Base<T> {
};

template <typename T>
auto foo(T) -> std::enable_if_t<std::is_convertible_v<T, std::shared_ptr<Base<typename T::element_type::Type>>>, typename T::element_type>
{    
    return typename T::element_type{};
}


int main() {
    foo(std::make_shared<Derived<int>>()); //OK
    foo(20); // error
}

注意，我在基类中添加了一个Type 成员。这不是绝对必要的，但可以简化代码。