c++ - 智能指针和 dynamic_cast

Question

如果我已经回答了这个问题，但我找不到答案，我提前道歉。

注意:这是家庭作业，所以如果您觉得回答起来不自在，我完全理解。

我有以下内容:

ptr.h:

template<typename T>
class Ptr {
    T* address;
    size_t* counter;
    Ptr(T* address) : address(address), counter(new size_t(1)) { }
    Ptr(const Ptr& other) : address(other.address), counter(other.counter) 
    { 
        ++(*counter); 
    }
    virtual ~Ptr() { 
        if (0 == --(*counter)) { delete address; delete counter; } 
    }
    Ptr& operator=(const Ptr& right) {
        if (address != right.address) {
            if (0 == --(*counter)) { delete address; delete counter; }
            address = right.address;
            counter = right.counter;
            ++(*counter);
        }
        return *this;
    }
    T& operator*()  const { TRACE(address); return *address; }
    T* operator->() const { TRACE(address); return address;  }
    T* raw()        const { TRACE(addr); return addr;  }
};

主.cc:

#include <iostream>
#include "ptr.h"

using std::cout;
using std::endl;


class Base {
public:
    Base()  { std::cout << "Base()" << std::endl; }
    virtual ~Base() { std::cout << "~Base()" << std::endl; }
    virtual std::string str() { return "In Base::str()"; }
};

class Derived: public Base {
public:
    Derived()  { std::cout << "Derived()" << std::endl; }
    ~Derived() { std::cout << "~Derived()" << std::endl; }
    std::string str() { return "In Derived::str()"; }
};



int main() {
Ptr<Base> base(new Base());
Ptr<Derived> derived(new Derived());

Ptr<Base> pbase(0);
Ptr<Derived> pderived(0);

    // upcasting can be done like this, but is it the best way?
    pbase = *((Ptr<Base>*)(&derived));
    cout << pbase->str() << endl;   // outputs: "In Derived::str()"

    /* 
     * downcasting should be done using dynamic_casts
     * but how can I downcast here? 
     * what do I know so far:
     * 1. just because Derived is a subclass of Base does not mean Ptr<Derived> is a 
     * subclass of Ptr<Base> so there is no hierarchy between the two so I cannot 
     * really use dynamic_casts here
     * 2. The dynamic_cast I do use is sort of useless no? since pbase is a Ptr<Base>
     */
    pderived = *((Ptr<Derived>*)(dynamic_cast<Ptr<Base>*>(&pbase)));
    cout << pderived->str() << endl;


return 0;
}

现在，目标是使用 dynamic_cast 来回移动，虽然我发现了很多关于智能指针的有趣花絮，但没有真正解释如何这是如何实现的。

我尝试只获取 pbase 的地址字段，然后使用该地址将 pderived 初始化为一个新的 Ptr，但当然我的引用计数都搞砸了。

我尝试创建一个新的 Ptr，其中包含对 pderived 计数器的引用，但后来我无法设置 pderived 的地址字段，所以我也被困在那里。

我告诉你们这些信息是因为: 1. 我想说明一点，在在线寻求帮助之前，我已经为此工作了很长时间，并且 2. 我想让你知道我已经尝试过什么。

我真的可以在这里使用一些建议。获取方式:

pderived = <SOMETHINGSOMETHING>pbase<SOMETHINGSOMETHING>

谢谢!

Answer 1

通常，智能指针类将公开一个动态转换包装器，以正确处理底层智能指针对象。例如，C++0x 有 dynamic_pointer_cast功能。请注意，您的 *((Ptr<Derived>*)(dynamic_cast<Ptr<Base>*>(&pbase)));可以而且将会中断，特别是如果你有多重继承，因为它不会调整 address 处的内部指针。到子类中的正确偏移量以获得所需的任何父类(super class)。

在实现层面，一个引用计数智能指针类通常会在每个智能指针中携带两个指针；一个直接指向对象(正确地转换为指针的任何类型)，一个指向一个包含引用计数的结构，一个指向原始对象的指针，和一个指向删除例程的指针 .这允许指针的任何转换变体正确取回原始对象并调用其析构函数。目前你正指向一个size_t ，它不会为您提供此信息。

无论如何，一旦你有了析构函数的间接寻址，当需要转换这些智能指针时，你就可以只转换外部指针；当销毁时间到来时，单独留下这个内部引用计数结构。

当然，实际上把这一切都变成代码，留给读者作为练习:)