std::static_pointer_cast, std::dynamic_pointer_cast, std::const_pointer_cast, std::reinterpret_pointer_cast

 

C++

编译器支持

自立实现与有宿主实现

语言

标准库

标准库标头

具名要求

功能特性测试宏 (C++20)

语言支持库

概念库 (C++20)

元编程库 (C++11)

诊断库

通用工具库

字符串库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

数值库

本地化库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

正则表达式库 (C++11)

并发支持库 (C++11)

技术规范

符号索引

外部库

 

工具库

语言支持 类型支持（基本类型、 RTTI） 库功能特性测试宏 (C++20) 动态内存管理 程序工具 协程支持 (C++20) 变参数函数 is_constant_evaluated (C++20) is_within_lifetime (C++26) initializer_list (C++11) source_location (C++20) 三路比较 (C++20) three_way_comparablethree_way_comparable_with (C++20)(C++20) strong_ordering (C++20) weak_ordering (C++20) partial_ordering (C++20) common_comparison_category (C++20) compare_three_way_result (C++20) compare_three_way (C++20) strong_order (C++20) weak_order (C++20) partial_order (C++20) compare_strong_order_fallback (C++20) compare_weak_order_fallback (C++20) compare_partial_order_fallback (C++20) is_eqis_neqis_ltis_lteqis_gtis_gteq (C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)

通用工具 日期和时间 函数对象 格式化库 (C++20) bitset hash (C++11) 关系运算符 (C++20 中弃用) rel_ops::operator!=rel_ops::operator> rel_ops::operator<=rel_ops::operator>= 整数比较函数 cmp_equalcmp_lesscmp_less_than (C++20)(C++20)(C++20) cmp_not_equalcmp_greatercmp_greater_than (C++20)(C++20)(C++20) in_range (C++20) swap 与类型运算 swap ranges::swap (C++20) exchange (C++14) declval (C++11) to_underlying (C++23) forward (C++11) forward_like (C++23) move (C++11) move_if_noexcept (C++11) as_const (C++17) 常用词汇类型 pair tuple (C++11) optional (C++17) any (C++17) variant (C++17) tuple_size (C++11) tuple_element (C++11) apply (C++17) make_from_tuple (C++17) expected (C++23) 初等字符串转换 to_chars (C++17) from_chars (C++17) chars_format (C++17) to_chars_result (C++17) from_chars_result (C++17)

 

动态内存管理

未初始化内存算法 uninitialized_copy uninitialized_fill uninitialized_move (C++17) uninitialized_default_construct (C++17) uninitialized_value_construct (C++17) destroy (C++17) destroy_at (C++17) voidify (C++20) uninitialized_copy_n (C++11) uninitialized_fill_n uninitialized_move_n (C++17) uninitialized_default_construct_n (C++17) uninitialized_value_construct_n (C++17) destroy_n (C++17) construct_at (C++20) 受约束的未初始化内存算法 ranges::uninitialized_copy (C++20) ranges::uninitialized_fill (C++20) ranges::uninitialized_move (C++20) ranges::construct_at (C++20) ranges::destroy (C++20) ranges::destroy_n (C++20) ranges::destroy_at (C++20) ranges::uninitialized_copy_n (C++20) ranges::uninitialized_fill_n (C++20) ranges::uninitialized_move_n (C++20) ranges::uninitialized_default_construct (C++20) ranges::uninitialized_value_construct (C++20) ranges::uninitialized_default_construct_n (C++20)   ranges::uninitialized_value_construct_n (C++20) 分配器 allocator allocator_traits (C++11) allocation_result (C++23) allocator_arg (C++11) uses_allocator (C++11) uses_allocator_construction_args (C++20) make_obj_using_allocator (C++20) uninitialized_construct_using_allocator (C++20) scoped_allocator_adaptor (C++11) pmr::polymorphic_allocator (C++17) 内存资源 pmr::memory_resource (C++17) pmr::get_default_resource (C++17) pmr::set_default_resource (C++17) pmr::new_delete_resource (C++17) pmr::null_memory_resource (C++17) pmr::synchronized_pool_resource (C++17) pmr::unsynchronized_pool_resource (C++17)   pmr::monotonic_buffer_resource (C++17) pmr::pool_options (C++17) 垃圾收集支持 declare_reachable (C++11)(C++23 前) undeclare_reachable (C++11)(C++23 前) declare_no_pointers (C++11)(C++23 前) undeclare_no_pointers (C++11)(C++23 前) pointer_safety (C++11)(C++23 前) get_pointer_safety (C++11)(C++23 前) 未初始化存储 raw_storage_iterator (C++20 前*) get_temporary_buffer (C++20 前*) return_temporary_buffer (C++20 前*) 显式生存期管理 start_lifetime_asstart_lifetime_as_array (C++23)(C++23)

智能指针 unique_ptr (C++11) shared_ptr (C++11) weak_ptr (C++11) auto_ptr (C++17 前*) owner_less (C++11) owner_less<void> (C++17) enable_shared_from_this (C++11) bad_weak_ptr (C++11) default_delete (C++11) out_ptr_t (C++23) inout_ptr_t (C++23) 低层内存管理 operator new operator new[] operator delete operator delete[] get_new_handler set_new_handler launder (C++17) bad_alloc bad_array_new_length nothrow_t align_val_t destroying_delete_t new_handler nothrow 杂项 pointer_traits (C++11) to_address (C++20) addressof (C++11) align (C++11) assume_aligned (C++20) C 库 malloc calloc realloc    aligned_alloc (C++17) free

 

std::shared_ptr

成员函数

shared_ptr::shared_ptr

shared_ptr::~shared_ptr

shared_ptr::operator=

修改器

shared_ptr::reset

shared_ptr::swap

观察器

shared_ptr::get

shared_ptr::operator*shared_ptr::operator->

shared_ptr::operator[] (C++17)

shared_ptr::use_count

shared_ptr::unique (C++20 前)

shared_ptr::operator bool

shared_ptr::owner_before

非成员函数

std::swap

make_sharedmake_shared_for_overwrite (C++20)

allocate_sharedallocate_shared_for_overwrite (C++20)

static_pointer_castdynamic_pointer_castconst_pointer_castreinterpret_pointer_cast (C++17)

get_deleter

operator==operator!=operator<operator<=operator>operator>=operator<=> (C++20 前)(C++20 前)(C++20 前)(C++20 前)(C++20 前)(C++20)

operator<<

atomic_ 函数(C++20 中弃用)

辅助类

std::atomic<std::shared_ptr> (C++20)

std::hash

推导指引(C++17)

 

在标头 <memory> 定义
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> static_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;	(1)	(C++11 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> static_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;	(2)	(C++20 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;	(3)	(C++11 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;	(4)	(C++20 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> const_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;	(5)	(C++11 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> const_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;	(6)	(C++20 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> reinterpret_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept;	(7)	(C++17 起)
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> reinterpret_pointer_cast( std::shared_ptr<U>&& r ) noexcept;	(8)	(C++20 起)

创建 std::shared_ptr 的新实例，其存储指针从 r 的存储指针用转型表达式获得。

若 r 为空，则新的 shared_ptr 亦然（但其存储指针不必为空）。否则，新的 shared_ptr 将与 r 的初始值共享所有权，除了若 dynamic_pointer_cast 所进行的 dynamic_cast 返回空指针，则为它空。

令 Y 为 typename std::shared_ptr<T>::element_type ，则将分别通过求值下列表达式，获得生成 std::shared_ptr 的存储指针：

1-2) static_cast<Y*>(r.get()) 。

3-4) dynamic_cast<Y*>(r.get()) （若 dynamic_cast 的结果是空指针值，则返回的 shared_ptr 将为空）。

5-6) const_cast<Y*>(r.get()) 。

7-8) reinterpret_cast<Y*>(r.get()) 。

这些函数的行为未定义，除非从 U* 到 T* 的对应转型为良式：

1-2) 行为未定义，除非 static_cast<T*>((U*)nullptr) 为良式。

3-4) 行为未定义，除非 dynamic_cast<T*>((U*)nullptr) 为良式。

5-6) 行为未定义，除非 const_cast<T*>((U*)nullptr) 为良式。

7-8) 行为未定义，除非 reinterpret_cast<T*>((U*)nullptr) 为良式。

调用右值重载 (2,4,6,8) 后， r 为空且 r.get() == nullptr ，除了对于 dynamic_pointer_cast (4) ，若 dynamic_cast 失败则不修改 r 。

(C++20 起)

参数

r

-

要转换的指针

注意

表达式 std::shared_ptr<T>(static_cast<T*>(r.get())) 、 std::shared_ptr<T>(dynamic_cast<T*>(r.get())) 及 std::shared_ptr<T>(const_cast<T*>(r.get())) 看起来可能拥有相同效果，但它们全都很可能导致未定义行为，试图删除同一对象二次！

可能的实现

版本一
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> static_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept { auto p = static_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get()); return std::shared_ptr<T>(r, p); }
版本二
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept { if (auto p = dynamic_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get())) { return std::shared_ptr<T>(r, p); } else { return std::shared_ptr<T>(); } }
版本三
template< class T, class U > std::shared_ptr<T> const_pointer_cast( const std::shared_ptr<U>& r ) noexcept { auto p = const_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get()); return std::shared_ptr<T>(r, p); }

示例

运行此代码

#include <iostream>
#include <memory>
 
struct BaseClass {};
 
struct DerivedClass : BaseClass
{
    void f() const
    {
        std::cout << "Hello World!\n";
    }
    ~DerivedClass(){ // 注意：它不是虚的
        std::cout << "~DerivedClass\n";
    }
};
 
int main()
{
    std::shared_ptr<BaseClass> ptr_to_base(std::make_shared<DerivedClass>());
 
    // ptr_to_base->f(); // 错误不会编译： BaseClass 无名为 'f' 的成员
 
    std::static_pointer_cast<DerivedClass>(ptr_to_base)->f(); // OK
    // （构造临时 shared_ptr ，然后调用 operator-> ）
 
    static_cast<DerivedClass*>(ptr_to_base.get())->f(); // 亦 OK
    // （直接转型，不构造临时 shared_ptr ）
}

输出：

Hello World!
Hello World!
~DerivedClass

参阅

(构造函数)

构造新的 shared_ptr (公开成员函数)