将指向派生类的unique_ptr作为参数传递给接受基类unique_ptr的函数

Question

我正在尝试在一个接受基类unique_ptr的函数中使用指向派生类的unique_ptr。就像这样：

class Base {};

class Derived : public Base {};

void f(unique_ptr<Base> const &base) {}

…

unique_ptr<Derived> derived = unique_ptr<Derived>(new Derived);
f(derived);

如果我正确理解这个答案，那么这段代码应该可以工作，但它会导致以下编译错误：

error C2664: 'f' : cannot convert parameter 1 from 'std::unique_ptr<_Ty>' to 'const std::unique_ptr<_Ty> &'

IntelliSense：不存在适当的用户定义的转换，从“std::unique_ptr<Derived，std::default_delete<Derived>>”到“const std::unique_ptr<Base，std::default_delete<Base>>”

如果我将f更改为接受unique_ptr<Derived> const &derived，那么它可以正常工作，但那不是我想要的。

我做错了什么吗？我能做些什么来解决这个问题？

我正在使用Visual Studio 2012。

- svick

Answer 1

你有三个选项:

1. 放弃所有权。这将使你的本地变量在函数调用后无法访问动态对象；对象已被传递给被调用方:

f(std::move(derived));

更改 f 的签名：

void f(std::unique_ptr<Derived> const &);

更改您的变量类型：

std::unique_ptr<base> derived = std::unique_ptr<Derived>(new Derived);

或者当然也可以只是：

std::unique_ptr<base> derived(new Derived);

或者甚至：

std::unique_ptr<base> derived = std::make_unique<Derived>();

更新：或者，如评论中建议的那样，根本不要转让所有权：

void f(Base & b);

f(*derived);

- Kerrek SB

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在这种情况下，我考虑使用4。使用shared_ptr。 - svick

使用参考（reference）而不是 unique_ptr 作为函数调用的参数，如何？ - ltjax

如果函数不接管指针，为什么要传递一个智能指针呢？这不是智能指针的用途。 - Jonathan Wakely

@metal：太好了，谢谢 - 是的，很重要的细节，返回类型必须匹配。我错过了那个。不错。你本可以说return std::unique_ptr<Base>(std::move(p))，我猜。 - Kerrek SB

“这将在函数调用结束时销毁对象。”但是我们不知道 f() 在做什么（假设它实际上不是空的）- 它可能会将所有权传递给其他地方。我们能说的只是我们放弃或转移所有权吗？ - Zitrax

Answer 2

我尝试了被接受答案的选项#1，但是我仍然遇到了相同的编译错误。我在墙上撞了一个多小时后终于意识到我

class Derived : Base {};

取而代之

class Derived : public Base {};

- David

Answer 3

一种可能的解决方法是将参数类型更改为Base const*，并传递derived.get()。使用unique_ptr const<Base>&不会转移所有权（也不修改unique_ptr），因此更改为Base const*不会改变意义。

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Herb Sutter在Smart Pointer Parameters中详细讨论了传递智能指针参数的问题。链接文章中的摘录提到了这种情况:

传递一个const unique_ptr<widget>&很奇怪，因为它只能接受null或一个widget，而这个widget的生命周期通过unique_ptr在调用代码中进行管理，调用方通常不应该关心调用者的生命周期管理选择。传递widget*覆盖了这些情况的严格超集，并且可以接受“null或widget”，而不管调用方使用的生命周期策略如何。

- hmjd

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“Base const*” 不意味着函数可能会在某个地方存储指针吗？我认为智能指针正试图避免这种情况。 - svick

@svick，该函数同样可以轻松存储base.get()（get()是一个const成员函数）。 - hmjd

@svick 不是的。智能指针的作用是通过明确对象的所有者来避免内存泄漏。如果您将原始指针作为参数传递给函数，那么只是提供了读取/修改它的访问权限。智能指针的作用是避免使用原始的 new 和 delete，而不是避免使用指针。 - etam1024

Answer 4

另一种方法是改变f的签名，并以稍微不同的方式使用它：

void f(Base* base_ptr) {
    // take ownership inside the function
    std::unique_ptr<Base> base {base_ptr};
    // ...
}

// ...
auto derived = std::make_unique<Derived>();
f(derived.release());  // release ownership

- AlQuemist