c++ - 指向函数签名中 const 的智能指针

Question

我想知道当将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(例如构建额外的拷贝)。

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为引用计数的增量和减量付费。

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>& ){}

更让我惊奇的是，它确实做到了:

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

Answer 1

为什么按值传递有效？

您的代码可以工作是因为 smart_ptr constructor overload (9) :

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

Constructs a shared_ptr which shares ownership of the object managed by r. If r manages no object, this manages no object too. The template overload doesn't participate in overload resolution if Y is not implicitly convertible to (until C++17)compatible with (since C++17) T*.

当该方法需要 shared_ptr<const Widget>& 时，为什么它无法编译？ ？

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，因为临时对象(转换产生的结果)无法绑定(bind)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;
}

有一些开销吗？

关于开销:是的，有一个 smart_ptr<const Widget>被构造然后传递给方法(就像上面的代码片段中明确显示的那样)。

当该方法需要 const shared_ptr<const Widget>& 时，为什么它会再次起作用？ ？

关于您的编辑，如果您将签名更改为以下内容，为什么它会再次起作用:

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

在这种情况下，如果您传递 shared_ptr<Widget> ，仍有转换发生。但是，现在允许将转换产生的临时结果绑定(bind)到 const 引用。无论如何，该方法不允许修改它，因此允许传递临时值没有危险。

再举一个例子

请注意，临时变量不绑定(bind)到非常量引用是 C++ 的罕见情况，可帮助您避免愚蠢的错误。考虑一下:

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

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

将右值传递给需要非常量左值引用的函数没有多大意义。您将无法观察 foo 所做的更改关于 bar 返回的值。

传递智能指针@cpp核心准则

关于将智能指针传递给函数，请注意 cpp coreguidelines有一些关于那的项目。底线是:如果该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。