使用std::dynamic_pointer_cast进行up-casting std::shared_ptr

Question

我开始学习在C++0X/11中使用智能指针，并遇到了一个奇怪的情况。我想使用shared_ptr向上转型一个对象实例。

类Extend继承自类Base，其中Base类有一个虚析构函数以使其具有多态性（否则dynamic_pointer_cast会抱怨非多态类强制转换）。

因此：

std::shared_ptr<Base> obj = std::make_shared<Base>();

然后我做：

obj = std::dynamic_pointer_cast<Extend>(obj);

1. 它安全吗？
2. 其他指向该对象的指针会发生什么？只有obj将其视为Extend，而其他共享指针仍将其视为Base吗？
3. 对于同一实例进行向上转换是否安全，还是应该采取其他措施？

编辑：感谢答案。我提出这个问题的真正原因是使用SAX解析器处理XML文档，但我被上下转换搞混了。

std::shared_ptr<Extend> ex = std::dynamic_pointer_cast<Extend>(obj);
obj = ex;

但这毫无意义，我将使用一个对象工厂。

- Ælex

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给定 class B {}; class D : B {}，从 B* 到 D* 的转换是向下转换(down casting)，而从 D* 到 B* 的转换是向上转换(up casting)。我感觉你把方向搞反了。 - David Rodríguez - dribeas

Answer 1

这不是向上转型，而是向下转型（你正在将指针从一个派生类较少的类转换为更多派生类）。 然而：

安全吗？

是的，是安全的，但由于您正试图将指向运行时类型不是Extend的对象的指针进行向下转换，因此您将得到一个空指针。

其他指向对象的指针会发生什么？只有obj将其视为Extend，而其他共享指针仍将其视为Base吗？

您在这里存在误解：将指针向下转换为一个对象并不会改变该对象。 如果对象不是目标类型，则不会获得指向其的向下转换指针。 指向任何对象的指针的类型在编译时确定，并且不会更改。

对同一实例进行向上转型是否安全，还是我应该做其他事情？

不确定您在这里的意思，这个问题的表述可能源自上述误解。不过，这个指示：

obj = std::dynamic_pointer_cast<Extend>(obj);

将 obj 变为空指针。此赋值本身是合法的，因为你可以将派生类的 (智能) 指针赋给基类的 (智能) 指针。但是，由于赋值右侧的值评估为空指针（因为上面所述），最终会将空指针分配给 obj。

由于您基本上只是重置了obj，如果 obj 是通过 make_shared<>() 创建的对象的最后一个共享指针，那么在执行上述赋值后，该对象将被销毁。

- Andy Prowl

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是的，当然，我刚意识到我走错了路。谢谢。我一直在尝试将一个基类成员从基类向派生类进行上转换。 - Ælex

最后一个问题肯定是关于将obj进行类型转换，然后将结果存回到同一个obj变量中。 - Rob Kennedy

Answer 2

只有在底层对象确实是该类型时，才能向下转换为超类型。强制转换不能使底层对象获得新属性。

std::make_shared<Base>();

在底层调用时，Will会调用new Base。

这意味着你不能：

obj = std::dynamic_pointer_cast<Extend>(obj);

你不能像使用dynamic_cast将new Base转换为它不是的类型一样。你需要使用make_shared<Extend>创建一个对象，然后使用shared_ptr<Base>传递它。

- Benj

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是的，当我尝试从类扩展中调用一个方法时，我就想通了。有趣的是编译器没有抱怨我进行向上转型的那一行代码。所以向上转型一个std::shared_ptr是不可能的？ - Ælex

不，这并不是不可能的，但只有在底层对象确实是该类型时，你才能将其向下转型为超类型。转型不能突然赋予底层对象新的属性。 - Benj