函数签名中指向 const 的智能指针

Question

我想知道在将 shared_ptr 作为参数传递给采用 shared_ptr 的函数时，隐式转换是否涉及一些隐藏成本（例如构建额外副本）。

void f(std::shared_ptr<const Widget> ){}

int main(){
   std::shared_ptr<Widget> p; 
   f(p);
   return 0;
}

我假设在这两种情况下我都要为引用计数的递增和递减付费。

此外，我想知道如果我使用以下签名定义函数f()，为什么代码无法编译：

void f(shared_ptr<const Widget>& ){}

更让我惊讶的是，它确实做到了：

void f(const shared_ptr<const Widget>& ){}

Answer 1

为什么按值传递有效？

由于smart_ptr constructor overload (9)，您的代码有效：

template< class Y >
shared_ptr( const shared_ptr<Y>& r ) noexcept;

构造一个shared_ptr，它共享被管理对象的所有权 由 r.如果 r 不管理任何对象，this 也不管理任何对象。这 如果 Y 是，则模板重载不参与重载决议 不能隐式转换为（C++17 前）兼容（因为 C++17) T*。

为什么当方法需要 shared_ptr<const Widget>& 时它无法编译？

如果您将签名更改为

void f(shared_ptr<const Widget>& ){}

您不能再一步完成转换并传递给方法，因为临时（由转换产生的）不能绑定到非常量引用。但是，您仍然可以分两步完成：

int main(){
    std::shared_ptr<Widget> p; 
    std::shared_ptr<const Widget> p2{p};
    // f(p);  // error: cannot bind non-const reference to temporary
    f(p2);    // OK
    return 0;
}

是否有一些开销？

关于开销：是的，有一个 smart_ptr<const Widget> 正在构造，然后传递给方法（就像上面的 sn-p 中明确显示的那样）。

为什么当方法需要 const shared_ptr<const Widget>& 时它再次起作用？

关于您的编辑，如果您将签名更改为此，为什么它会再次起作用：

void f(const shared_ptr<const Widget>& ){}

在这种情况下，如果您通过shared_ptr<Widget>，仍然会发生转换。但是，现在允许转换产生的临时结果绑定到 const 引用。无论如何，该方法不允许修改它，因此允许通过临时没有危险。

只是另一个例子

请注意，不绑定到非常量引用的临时变量是 C++ 帮助您避免愚蠢错误的罕见情况。考虑一下：

void foo(int& x) { x += 2; }
int bar() { return 3; }

int main() { foo(bar()); }   // error !

将 r 值传递给需要非 const 左值引用的函数没有多大意义。您无法观察到foo 对bar 返回的值所做的更改。

通过智能指针@cpp 核心指南

关于将智能指针传递给函数，请注意cpp coreguidelines 有一些项目。底线是：如果方法不参与引用计数（可能是最常见的情况），则不要传递智能指针，而是传递原始指针。