Question

可以从shared_ptr<Base>（即shared_ptr<Deriver>）复制或构造shared_ptr<Base> ptr = make_shared<Derived>()。但是众所周知，即使模板参数是可转换的，模板类也不能相互转换。那么shared_ptr的指针如何检查其指针的值是否可转换，如果指针可以转换，则如何进行转换？

Answer 1

是的，默认情况下，同一类模板的专业化几乎没有关系，并且本质上被视为不相关的类型。但是，您始终可以通过定义转换构造函数（To::To(const From&)和/或转换函数（From::operator To() const）来定义类类型之间的隐式转换。

所以std::shared_ptr所做的是定义模板转换构造函数：

namespace std {
    template <class T>
    class shared_ptr {
    public:
        template <class Y>
        shared_ptr(const shared_ptr<Y>&);
        template <class Y>
        shared_ptr(shared_ptr<Y>&&);
        // ...
    };
}

尽管所示的声明将允许从任何shared_ptr到任何其他的转换，而不仅仅是在模板参数类型兼容的情况下。但是标准还提到了这些构造函数（[util.smartptr]/5，[util.smartptr.const]/18和util.smartptr.const]/21）：

出于第[util.smartptr]节的目的，当任一Y*时，指针类型T*与指针类型Y*兼容可以转换为T*或Y是U[N]而T是 cv U[]。

除非Y*与T*兼容，否则构造函数不得参与重载解析。

尽管可以以任何方式完成此限制，包括特定于编译器的功能，但大多数实现将使用SFINAE技术（“替代失败不是错误”）强制执行该限制。一种可能的实现方式：

#include <cstddef>
#include <type_traits>

namespace std {
    template <class Y, class T>
    struct __smartptr_compatible
        : is_convertible<Y*, T*> {};

    template <class U, class V, size_t N>
    struct __smartptr_compatible<U[N], V[]>
        : bool_constant<is_same_v<remove_cv_t<U>, remove_cv_t<V>> &&
                        is_convertible_v<U*, V*>> {};

    template <class T>
    class shared_ptr {
    public:
        template <class Y, class = enable_if_t<__smartptr_compatible<Y, T>::value>>
        shared_ptr(const shared_ptr<Y>&);

        template <class Y, class = enable_if_t<__smartptr_compatible<Y, T>::value>>
        shared_ptr(shared_ptr<Y>&&);

        // ...
    };
}

这里，辅助模板__smartptr_compatible<Y, T>充当“特征”：它有一个static constexpr成员value，当类型与定义兼容时，该成员就是true或{ {1}}否则。那么false是一个特征，当其第一个模板参数为std::enable_if时，其成员类型为type，而当其第一个模板参数为true时，该成员的名称为type false，使类型别名std::enable_if_t无效。

因此，如果任一构造函数的模板类型推导都推导了类型Y，从而Y*与T*不兼容，则将Y替换为enable_if_t默认模板参数无效。由于这是在替换推导的模板参数时发生的，因此效果只是从考虑重载解析的角度删除了整个函数模板。有时，有时会使用SFINAE技术来强制选择其他重载，或者如此处（大部分时间）那样，它可能会使用户的代码无法编译。虽然在发生编译错误的情况下，这将有助于在输出中某处显示模板无效的消息，而不是内部模板代码中更深的错误。（此外，这样的SFINAE设置可以使其他模板使用其自己的SFINAE技术来测试某个模板的专业化，与类型相关的表达式等是否有效。）

Answer 2

它之所以有效，是因为shared_ptr（以及其他）具有模板化的构造函数

template<typename U> shared_ptr(U * ptr);

如果U *不能转换为shared_ptr的包含类型，那么您将在shared_ptr实现中的某个地方发现错误。

shared_ptr的如何实现协方差？

2 个答案: