c++ - 从 C++11 智能指针继承并覆盖相对运算符是否可以？

Question

根据cppreference.com , std::shared_ptr 提供了一整套相对运算符(==, !=, <, ...)，但没有指定比较的语义。我假设他们将底层原始指针与引用的对象进行比较，并且 std::weak_ptr 和 std::unique_ptr 也这样做。

出于某些目的，我更喜欢使用相对运算符来根据比较引用的对象(而不是指向它们的指针)对智能指针进行排序。这已经是我经常做的事情，但是使用我自己的“哑指针”，除了相对运算符之外，它们的行为大多类似于原始指针。我也想用标准的 C++11 智能指针做同样的事情。所以...

1. 是否可以继承 C++11 智能指针(shared_ptr、weak_ptr 和 unique_ptr)并覆盖相关运算符？

2. 有什么我需要注意的偷偷摸摸的问题吗？例如，我需要实现或使用 using 的其他方法来确保一切正常吗？

3. 为了终极懒惰，是否有可用的库模板可以自动为我完成这项工作？

我希望这是一个“你当然可以做到，白痴!”有点像，但我有点不确定，因为标准库中有一些类(至少像 std::map 这样的容器)你不应该继承。

Answer 1

正如其他人已经指出的那样，第一件事是继承不是要走的路。但是，与公认答案所建议的复杂包装相比，我会做一些更简单的事情:为自己的类型实现自己的比较器:

namespace myns {
struct mytype {
   int value;
};
bool operator<( mytype const& lhs, mytype const& rhs ) {
   return lhs.value < rhs.value;
}
bool operator<( std::shared_ptr<mytype> const & lhs, std::shared_ptr<mytype> const & rhs )
{
   // Handle the possibility that the pointers might be NULL!!!
   // ... then ...
   return *lhs < *rhs;
}
}

magic 是 Argument Dependent Lookup(又名 Koening Lookup 或 ADL)，它根本不是真正的魔法。当编译器遇到函数调用时，它将添加参数的 namespace 以进行查找。如果对象是模板的实例化，那么编译器还将添加用于实例化模板的类型的命名空间。所以在:

int main() {
   std::shared_ptr<myns::mytype> a, b;
   if ( a < b ) {                       // [1]
      std::cout << "less\n";
   } else {
      std::cout << "more\n";
   }
}

在 [1] 中，并且因为 a和 b是对象用户定义的类型 ^(*) ADL 将启动并添加std和 myns到查找集。然后它将找到operator< 的标准定义。对于 std::shared_ptr那就是:

template<class T, class U>
bool std::operator<(shared_ptr<T> const& a, shared_ptr<U> const& b) noexcept;

它还会添加myns并添加:

bool myns::operator<( mytype const& lhs, mytype const& rhs );

然后，在查找完成后，重载解析开始，它将确定 myns::operator<比 std::operator< 更好的匹配对于调用，因为它是完美的匹配，在这种情况下，非模板优先。然后它会调用你自己的operator<而不是标准的。

如果您的类型实际上是一个模板，这会变得有点复杂，如果是，请发表评论，我会扩展答案。

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^(*) 这是一个轻微的简化。因为operator<可以作为成员函数或自由函数实现，编译器将检查 std::shared_ptr<>成员(member) operator< (不在标准中)和 friend 。它还将查看内部 mytype对于 friend功能……等等。但最终它会找到正确的。