使用类型转换创建对 unique_ptr 中对象的引用

Question

我发现我仍然用 C 风格做很多令人尴尬的事情，所以我现在正试图通过减少对原始指针的使用来迎接新的千年。我有一个 unique_ptr<BaseClass> 的向量，每个向量都指向派生 class 的一个对象。我试图找到一种很好的方法来引用派生 class 的对象之一。目前，我通过使用 .get() 函数并将其转换为派生的 class 来完成此操作。

然而，据我了解，.get() 主要用于与坚持使用原始指针的遗留代码交互，应避免使用它。如果可以避免的话，在 unique_ptr 中有另一个指向对象的指针似乎不是很好的风格。有没有办法在不使用 get 的情况下获取对派生 class 对象的引用？或者其他一些处理对象的方便方法？

这是一个简化的代码示例：

#include <iostream>
#include <vector>

class Fruit {
public:
    double size = 0;
    virtual ~Fruit() = default;
};

class Apple : public Fruit {
public:
    bool hasLeaf = false;
};

void doAppleStuff(std::vector<std::unique_ptr<Fruit> > &apples) {

    // assume we know that element [0] exists and it is definitely of type Apple
    auto apple = static_cast<Apple *> (apples[0].get());  // is there a better option?

    if (apple->hasLeaf) {
        std::cout << "We can leaf now" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "We are pitiably leafless" << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::vector<std::unique_ptr<Fruit> > fruitVec;
    auto apple = new Apple;
    apple->hasLeaf = true;
    std::unique_ptr<Fruit> applePt(apple);
    fruitVec.push_back(std::move(applePt));
    doAppleStuff(fruitVec);
    return 0;
}

（我认为可能可以使用 c++14 中的 make_unique 来缩短主函数）。

做这样的事情是好的编码风格吗？

auto &apple = *static_cast<Apple *> (apples[0].get());

"Downcasting" unique_ptr<Base> to unique_ptr<Derived> 的答案概述了 "cast" unique_ptr 的方法，方法是释放它并为派生的 class 重新创建一个新的 unique_ptr，但是这在这里似乎不适用，因为我真的不想弄乱唯一指针的向量（除非我遗漏了什么）。

Answer 1

如果你知道指针是非nullptr，一个更简单的转换是：

auto& apple = static_cast<Apple&>(*apples[0]);

此语法适用于所有支持 T& operator*() const 的智能指针（例如 std::unique_ptr、std::shared_ptr、boost::intrusive_ptr）。

在多重继承的情况下，from-base-reference-to-derived-reference 比转换 from-base-pointer-to-derived 更快-pointer 因为后者必须在向指针添加或减去偏移量之前始终检查 nullptr（以便 nullptr 在转换后变为 nullptr），而引用不能 nullptr，因此不需要运行时间检查。

Answer 2

一个更安全的替代方法是定义一个辅助函数

template <typename T> // 
std::vector<T *> of_type(const std::vector<std::unique_ptr<Fruit>> & fruits) {
    std::vector<T *> result;
    for (auto & ptr : fruits) {
        if (T * item = dynamic_cast<T *>(ptr.get())) {
            result.push_back(item);
        }            
    }
    return result;
}

然后将doAppleStuff改为

void doAppleStuff(std::vector<Apple *> & apples);

称为

doAppleStuff(as_type<Apple>(fruitVec));

使用类型转换创建对 unique_ptr 中对象的引用

Create reference to object in unique_ptr with typecast

c++

casting

unique-ptr

c++11