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

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定义于头文件 <memory>
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

 构造新的 shared_ptr
(公开成员函数)
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