不能使用 std::future 存储多态对象答案

【问题标题】：Cannot use std::future to store polymorphic object不能使用 std::future 存储多态对象
【发布时间】：2021-11-14 07:23:59
【问题描述】：

struct Base {
    virtual void squawk () {
        std::cout << " I am base" << std::endl;
    }
};

struct Derived : public Base {
    void squawk () override {
        std::cout << "I am derived" << std::endl;
    }
};

int main () {
    std::future<std::shared_ptr<Base>> f = std::async([](){return std::make_shared<Derived>();});
}

这会产生以下错误：

error: conversion from 'future<shared_ptr<Derived>>' to non-scalar type 'future<shared_ptr<Base>>' requested

但是，这可以编译：

std::promise<std::shared_ptr<Base>> p;
std::future<std::shared_ptr<Base>> f = p.get_future();
p.set_value(std::make_shared<Derived>());

你能解释一下为什么吗？以及创建保存多态对象的期货的推荐模式是什么？

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading concurrency future

【解决方案1】：

我会这样设置并更多地使用 auto 关键字。动物工厂为您完成所有（隐式）转换为基础（界面）。所以 lambda 保持清洁。

#include <type_traits>
#include <iostream>
#include <future>

//-----------------------------------------------------------------------------
// declare an interface/abstract baseclass for animals.

struct animal_itf
{
    virtual ~animal_itf() = default;
    virtual void make_noise() = 0;

protected:
    animal_itf() = default;
};

//-----------------------------------------------------------------------------

struct bear_t final :
    public animal_itf
{
    void make_noise() override
    {
        std::cout << "I am a bear : GROWL" << std::endl;
    }
};

struct cat_t final :
    public animal_itf
{
    void make_noise() override
    {
        std::cout << "I am a cat : Meow" << std::endl;
    }
};

//-----------------------------------------------------------------------------
// animal factory

template<typename animal_t> 
std::shared_ptr<animal_itf> make_animal()
{
    return std::make_shared<animal_t>();
}

//-----------------------------------------------------------------------------

int main()
{
    auto future = std::async(std::launch::async, [](){ return make_animal<cat_t>(); });

    // show that the auto type IS a future holding a std::shared_ptr<animal_itf>
    static_assert(std::is_same_v<std::future<std::shared_ptr<animal_itf>>, decltype(future)>);

    auto animal_itf = future.get();
    animal_itf->make_noise();
}

【讨论】：

【解决方案2】：

您的 lambda 的返回类型是 shared_ptr<Derived>。因此，async 将创建的未来包含一个shared_ptr<Derived>。如果您希望它具有不同的类型，则需要通过static_pointer_casting 将返回值设置为shared_ptr<Base>，使 lambda 的返回类型正确。

auto f = std::async( [](){return std::static_pointer_cast<std::shared_ptr<Base>>std::make_shared<Derived>();});

【讨论】：

【解决方案3】：

您必须将make_shared<Derived>() 的结果显式转换为shared_ptr<Base>：

std::future<std::shared_ptr<Base>> f = std::async( [](){
    return std::shared_ptr<Base> {std::make_shared<Derived>()};
});

// or

std::future<std::shared_ptr<Base>> f = std::async( []() -> std::shared_ptr<Base> {
    return std::make_shared<Derived>();
});

f.get()->squawk(); // I am derived

【讨论】：