将共享指针的派生类切换到基类

Posted 2023-02-21

【中文标题】将共享指针的派生类切换到基类

【英文标题】：Switch Derived class of a shared pointer to base class

【发布时间】：2016-10-11 11:21:32

【问题描述】：

我目前正在尝试将存储在共享指针中的派生类的类型切换到基类。 问题是 Derived 类继承自 Base 类，并且模板化如下：

基类：

#define PRINT(s) std::cout << s << std::endl

class Base 
public:
    Base() : m_a(1) 
    virtual ~Base() = default;
    virtual void print()  PRINT("BASE"); 

    int m_a;
;

派生类依赖于枚举模板：

enum eType  e0, e1 ;

template<eType et>
class Derived : public Base  ;

template<>
class Derived<e0> : public Base 
public:
    Derived()  this->m_a = e0; 
    void print()  PRINT("Derived e0, m_a value: " << e0 ); 
;

template<>
class Derived<e1> : public Base 
public:
    Derived()  this->m_a = e1; 
    void print()  PRINT("Derived e1, m_a value: " << e1 ); 
;

我的目标是拥有一个指向基类的共享指针，这样就可以从 2 个派生类切换如下：

int main()

    std::shared_ptr<Base> sp_00 = std::make_shared<Derived<e0>> ();

    std::shared_ptr<Base> sp_01 = sp_00;
    sp_01->print();

    std::shared_ptr<Base> sp_10 = std::make_shared<Derived<e1>> ();

    *sp_01 = *sp_10;

    sp_01->print();
    sp_10->print();

*sp_01 = *sp_10; 行上的唯一问题我希望指向基类的指针从派生类型 Derived<e0> 切换到派生类型 Derived<e1>。但是在我的示例中，sp_01->print(); 行和sp_10->print(); 行得到了不同的结果，表明sp_01 保持为Derived<e0> 类型。

我想避免sp_01 = sp_10;，因为它会改变指针。在上面的示例中，它将导致sp_00 != sp_01，我希望sp_00 和sp_01 共享同一个对象。

我尝试用非模板派生类替换模板派生类，如下所示：

class Derived_e0 : public Base 
public:
    Derived()  this->m_a = e0; 
    void print()  PRINT("Derived e0, m_a value: " << e0 ); 
;
class Derived_e1 : public Base 
public:
    Derived()  this->m_a = e1; 
    void print()  PRINT("Derived e1, m_a value: " << e1 ); 
;

下面的代码给出的结果与带有模板的代码相同。

int main()

    std::shared_ptr<Base> sp_00 = std::make_shared<Derived_e0> ();

    std::shared_ptr<Base> sp_01 = sp_00;
    sp_01->print();

    std::shared_ptr<Base> sp_10 = std::make_shared<Derived_e1> ();

    *sp_01 = *sp_10;

    sp_01->print();
    sp_10->print();

所以我的问题是，如何在不改变shared_ptr本身的情况下切换共享指针指向的派生对象（在程序的其他部分使用？）

谢谢，如果您需要更多信息，请告诉我

【问题讨论】：

如果不重新分配sp_01，就无法更改sp_01 的“多态类型”。如果Derived<e0> 和Derived<e1> 的大小不同，你怎么能做到这一点？你的设计（或你试图做的）可能有缺陷。

【参考方案1】：

您无法更改 sp_01 的运行时类型而不重新分配它，因为您无法将 Derived<e1> 分配给 Derived<e0>（想想如果它们的大小不同会发生什么 - 您已为Derived<e0>，而不是Derived<e1>！）。

在我看来，你的设计（或你试图用它做什么）在某个地方存在缺陷。但是，如果您真的想在sp_00 和sp_01 之间保持“链接”，您可能需要另一个“级别”的指针：

int main() 
    std::shared_ptr<Base> *psp_01;

    std::shared_ptr<Base> sp_00 = std::make_shared<Derived<e0>> ();
    psp_01 = &sp_00;

    (*psp_01)->print();

    std::shared_ptr<Base> sp_10 = std::make_shared<Derived<e1>> ();
    psp_01 = &sp_10;

    (*psp_01)->print();
    sp_10->print();

但同样，我会在使用它之前对我的设计进行两次分析。

【讨论】：

感谢您的回复，它适用于预期的行为。我想你对设计是对的，我会尝试改变它。如果我有sp_00、sp_01 和其他 shared_ptr 共享同一个派生类，是否可以有一个函数调用所有这些实例并将它们重新分配给同一个 shared_ptr ？使用全局向量是可能的，但我想这是一种不好的做法^^

@SchneiderLoïc 不，将*sp_00 分配给*sp_01 实际上会调用Base 的operator=(Base const&)，这会将sp_01 的Base 部分重新分配给sp_00（通常，在您的情况下，m_a 将被重新分配，但不是仅在 Derived<e0> 或 Derived<e1> 中的东西。

@SchneiderLoïc 参见rextester.com/TJEAV61599，重新分配*pxa = *pxb 时，仅重新分配X 的x_，y_ 属性保留为1，即使Y<1>和Y<2> 相似（但它们不是同一类！）。在这种情况下，尝试将 pxa 转换为 Y<2>* 甚至会失败 - 运行时类型不会随分配而改变。

【参考方案2】：

您可以动态转换原始指针；像

Derived* t = dymanic_cast<Derived*>(sp_00.get())

如果不能强制转换，你会得到 NULL，如果可以，你会得到一个有效的指针。也就是说，这需要内置 RTTI，这会使您的二进制文件变大，而完全需要这样做表明您的设计不正确。