如何向下转换 std::shared_ptr？

Question

考虑一下：（

struct SomethingThatsABase
{
    virtual bool IsChildOne() const { return false; }
    virtual bool IsChildTwo() const { return false; }
};

struct ChildOne : public SomethingThatsABase
{
    virtual bool IsChildOne() const { return true; }
};

struct ChildTwo : public SomethingThatsABase
{
    virtual bool IsChildTwo() const { return true; }
};

void SomeClientExpectingAChildOne(std::shared_ptr<ChildOne> const& ptrOne)
{
    //Does stuff
}

void SomeClient(std::shared_ptr<SomethingThatsABase> const& ptr)
{
    if (ptr->IsChildOne())
    {
        SomeClientExpectingAChildOne(ptr); //Oops.
        //Hmm.. can't static_cast here, because we need a `shared_ptr` out of it.
    }
}

请注意，我不能简单地执行 std::shared_ptr(static_cast(ptr.get()))，因为这样引用计数就不会在两个 shared_ptr 之间共享）

Answer 1

这应该有效：

if (ptr->IsChildOne())
{
    SomeClientExpectingAChildOne(std::static_pointer_cast<ChildOne>(ptr));
}

Answer 2

static_cast 的 shared_ptr 等价物是 static_pointer_cast，而 dynamic_cast 的 shared_ptr 等价物是dynamic_pointer_cast。

Answer 3

从 C++11 开始，§20.10.2.2.9 ([util.smartptr C++ 标准的 .shared.cast]）指定了 static_cast、const_cast 和 dynamic_cast 的等效项std::shared_ptr 如下：

std::static_pointer_cast:

template <class T, class U>
shared_ptr<T> static_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r) noexcept;

static_pointer_cast 需要 static_cast(r.get ()) 格式良好。如果 r 为空，则返回空的 shared_ptr，否则返回与 r 共享所有权的指针 w > 其中 w.get() == static_cast(r.get()) 和 w.use_count() == r.use_count()。

std::const_pointer_cast：

template <class T, class U>
shared_ptr<T> const_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r) noexcept;

const_pointer_cast 与 static_pointer_cast 具有类似的要求和语义，只不过使用 const_cast 代替 <代码>static_cast。

std::dynamic_pointer_cast：

template <class T, class U>
shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast(shared_ptr<U> const & r) noexcept;

dynamic_pointer_cast 有点不同，因为它需要 dynamic_cast(r.get()) 才能正常工作形成并具有明确定义的语义。如果 dynamic_cast(r.get()) 是非零值，则返回与 r 共享所有权的指针 w其中 w.get() ==dynamic_cast(r.get()) 和 w.use_count() == r.use_count()，否则一个空的返回shared_ptr。

std::reinterpret_pointer_cast：

对于 C++17，N3920 （于 2 月被采纳为图书馆基础知识 TS 2014）也提出了与上面类似的std::reinterpret_pointer_cast，只需要reinterpret_cast((U *) 0)格式良好并返回 shared_ptr(r, reinterpret_cast::element_type *>(r.get()))。注意 N3920 还更改了其他 shared_ptr 转换的措辞，并扩展了 shared_ptr 以支持数组。