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std::static_pointer_cast, std::dynamic_pointer_cast, std::const_pointer_cast, std::reinterpret_pointer_cast

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std::shared_ptr
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(C++26)
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非成员函数
(C++20)
(C++20)
static_pointer_castdynamic_pointer_castconst_pointer_castreinterpret_pointer_cast
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辅助类
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在头文件 <memory> 中定义
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> static_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;
 (1) (自 C++11 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> static_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;
 (2) (自 C++20 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;
 (3) (自 C++11 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;
 (4) (自 C++20 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> const_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;
 (5) (自 C++11 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> const_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;
 (6) (自 C++20 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> reinterpret_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;
 (7) (自 C++17 起)
template< class T, class U >
std::shared_ptr<T> reinterpret_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;
 (8) (自 C++20 起)

创建一个新的 std::shared_ptr 实例，其存储的指针是从 r 的存储指针使用强制转换表达式获得的。

如果 r 为空，则新的 shared_ptr 也是空的（但其存储指针不一定是空指针）。否则，新的 shared_ptr 将与 r 的初始值共享所有权，除非 dynamic_cast 由 dynamic_pointer_cast 执行返回空指针。

令 Y 为 typename std::shared_ptr<T>::element_type，则生成的 std::shared_ptr 的存储指针将分别通过求值获得

1,2) static_cast<Y*>(r.get())
3,4) dynamic_cast<Y*>(r.get())。如果 dynamic_cast 的结果为空指针值，则返回的 shared_ptr 将为空。
5,6) const_cast<Y*>(r.get())
7,8) reinterpret_cast<Y*>(r.get())

除非从 U* 到 T* 的相应强制转换形式良好，否则这些函数的行为未定义

1,2) 除非 static_cast<T*>((U*)nullptr) 形式良好，否则行为未定义。
3,4) 除非 dynamic_cast<T*>((U*)nullptr) 形式良好，否则行为未定义。
5,6) 除非 const_cast<T*>((U*)nullptr) 形式良好，否则行为未定义。
7,8) 除非 reinterpret_cast<T*>((U*)nullptr) 形式良好，否则行为未定义。

在调用右值重载 (2,4,6,8) 之后，r 为空，并且 r.get() == nullptr，除非对于 dynamic_pointer_cast (4)，如果 dynamic_cast 失败，r 不会被修改。

 (自 C++20 起)

内容

[编辑] 参数

r - 要转换的指针

[编辑] 说明

表达式 std::shared_ptr<T>(static_cast<T*>(r.get()))，std::shared_ptr<T>(dynamic_cast<T*>(r.get())) 和 std::shared_ptr<T>(const_cast<T*>(r.get())) 似乎具有相同的效果，但它们都可能导致未定义的行为，试图两次删除同一个对象！

[编辑] 可能的实现

static_pointer_cast 
template<class T, class U>
std::shared_ptr<T> static_pointer_cast(const std::shared_ptr<U>& r) noexcept
{
    auto p = static_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get());
    return std::shared_ptr<T>{r, p};
}
dynamic_pointer_cast 
template<class T, class U>
std::shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast(const std::shared_ptr<U>& r) noexcept
{
    if (auto p = dynamic_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get()))
        return std::shared_ptr<T>{r, p};
    else
        return std::shared_ptr<T>{};
}
const_pointer_cast 
template<class T, class U>
std::shared_ptr<T> const_pointer_cast(const std::shared_ptr<U>& r) noexcept
{
    auto p = const_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get());
    return std::shared_ptr<T>{r, p};
}
reinterpret_pointer_cast 
template<class T, class U>
std::shared_ptr<T> reinterpret_pointer_cast(const std::shared_ptr<U>& r) noexcept
{
    auto p = reinterpret_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get());
    return std::shared_ptr<T>{r, p};
}

[编辑] 示例

运行此代码
#include <iostream>
#include <memory>
 
class Base
{
public:
    int a;
    virtual void f() const { std::cout << "I am base!\n"; }
    virtual ~Base() {}
};
 
class Derived : public Base
{
public:
    void f() const override { std::cout << "I am derived!\n"; }
    ~Derived() {}
};
 
int main()
{
    auto basePtr = std::make_shared<Base>();
    std::cout << "Base pointer says: ";
    basePtr->f();
 
    auto derivedPtr = std::make_shared<Derived>();
    std::cout << "Derived pointer says: ";
    derivedPtr->f();
 
    // static_pointer_cast to go up class hierarchy
    basePtr = std::static_pointer_cast<Base>(derivedPtr);
    std::cout << "Base pointer to derived says: ";
    basePtr->f();
 
    // dynamic_pointer_cast to go down/across class hierarchy
    auto downcastedPtr = std::dynamic_pointer_cast<Derived>(basePtr);
    if (downcastedPtr)
    {
        std::cout << "Downcasted pointer says: ";
        downcastedPtr->f();
    }
 
    // All pointers to derived share ownership
    std::cout << "Pointers to underlying derived: "
              << derivedPtr.use_count()
              << '\n';
}

输出

Base pointer says: I am base!
Derived pointer says: I am derived!
Base pointer to derived says: I am derived!
Downcasted pointer says: I am derived!
Pointers to underlying derived: 3

[编辑] 另请参阅

 构造新的 shared_ptr
(公有成员函数) [编辑]
检索自 "https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/memory/shared_ptr/pointer_cast&oldid=160268"