派生类的智能指针如何隐式转换为基类？

Question

来自cppreference，

如果T 是某个基类B 的派生类，那么std::unique_ptr<T> 是 隐式转换为std::unique_ptr<B>

显然，多态性必须像处理原始指针一样工作。我的问题是，如果智能指针通常不能转换为我们可以看到的指针here，那么智能指针使用什么机制来实现运行时多态性？我的想法是在构造函数或std::make_unique<>()/std::make_shared<>() 对象中的内部指针用于此转换。但如果这些隐式转换在其他任何地方都不允许，为什么我们在构造智能指针时不必调用 get() 呢？

作为一个非常简单的例子，我想出了以下测试：

#include <iostream>
#include <memory>

class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;

    virtual void foo() const { std::cout << "Base foo() called." << std::endl; }
};

class Derived : public Base
{
public:
    virtual void foo() const override { std::cout << "Derived foo() called." << std::endl; }
};

void bar(Base* pBase) 
{
    std::cout << "bar() called." << std::endl;
    pBase->foo();
}

int main()
{
    std::unique_ptr<Base> pObject { std::make_unique<Derived>() };      // Implicit conversion here, why no call to get()?

    // bar(pObject);                                                    // Can't be converted, so we have to call get()
    bar(pObject.get());
}

Answer 1

我的问题是，如果智能指针通常不能像我们在这里看到的那样转换为指针，那么智能指针使用什么机制来实现运行时多态性？

智能指针被明确设计为使这种转换成为可能。正如您在std::unique_ptr 构造函数documentation 中看到的那样：

template< class U, class E >
unique_ptr( unique_ptr<U, E>&& u ) noexcept; (6)

这个重载就是为此目的而创建的。

这个构造函数只参与重载决议，如果所有 以下是正确的：

a) unique_ptr::pointer 是隐式的 可转换为指针

b) U 不是数组类型

c) 删除器是 引用类型并且 E 与 D 的类型相同，或者 Deleter 不是 引用类型和 E 可以隐式转换为 D

重点是我的。所以指向派生类的指针是隐式的 convertible to base 这个构造函数重载使得这种转换成为可能。

Answer 2

.get() 返回的指针不会将所有权转移给调用者（即.release()）。

如果您使用来自.get() 的指针来构造另一个智能指针，您将获得双释放。

所以这是一个错误：

std::unique_ptr<Base> pObject { std::make_unique<Derived>().get() };

这行得通

std::unique_ptr<Base> pObject { std::make_unique<Derived>().release() };

对于shared_ptr，从.get() 和.release() 构造是错误的，因为您可能有其他实例具有相同的共享状态，而您没有转移。因此，您最终可能会得到两个指向同一个指针但共享状态不同的智能指针。