c++ - 工厂、unique_ptr 和 static_cast

Question

考虑具有基对象、派生接口(interface)和最终对象的多态类:

// base object

struct object
{
    virtual ~object() = default;
};

// interfaces derived from base object

struct interface1 : object
{
    virtual void print_hello() const = 0;

    template<typename T>
    static void on_destruction(object* /*ptr*/)
    {
        std::cout << "interface1::on_destruction" << std::endl;
    }
};

// final object

struct derived1 : interface1
{
    virtual void print_hello() const override
    {
        std::cout << "hello" << std::endl;
    }

    static std::string get_type_name()
    {
        return "derived1";
    }
};

在实际用例中，最终对象是通过插件系统定义的，但这不是重点。请注意，我希望能够在销毁对象时调用 on_destruction(请参阅下面的 register_object)。我想按如下方式使用这些类:

int main()
{
    // register derived1 as an instantiable object,
    // may be called in a plugin

    register_object<derived1>();

    // create an instance using the factory system

    auto instance = create_unique<interface1>("derived1");
    instance->print_hello();

    return 0;
}

使用 std::unique_ptr 来管理对象，我最终得到了以下 register_object 代码:

template<typename T>
using unique = std::unique_ptr<
    T,
    std::function<void(object*)> // object deleter
>;

namespace
{
    std::map< std::string, std::function<unique<object>(void)> > factory_map;
}

template<typename T>
void register_object()
{
    factory_map.emplace(
        T::get_type_name(),
        []()
        {
            unique<T> instance{
                new T,
                [](object* ptr)
                {
                    T::on_destruction<T>(ptr);

                    delete ptr;
                }
            };

            return static_move_cast<object>(
                std::move(instance)
            );
        }
    );
}

创建* 函数:

unique<object> create_unique_object(const std::string& type_name)
{
    auto f = factory_map.at(type_name);
    return f();
}

template<typename T>
unique<T> create_unique(const std::string& type_name)
{
    return static_move_cast<T>(
        create_unique_object(type_name)
    );
}

您注意到在 register_object 和 create_unique 中调用了 static_move_cast，声明为:

template<typename U, typename T, typename D>
std::unique_ptr<U, D>
static_move_cast
(
    std::unique_ptr<T, D>&& to_move_cast
)
{
    auto deleter = to_move_cast.get_deleter();

    return std::unique_ptr<U, D>{
        static_cast<U*>(
            to_move_cast.release()
        ),
        deleter
    };
}

static_move_cast 背后的目标是允许在 std::unique_ptr 上进行 static_cast，同时在转换期间移动删除器。代码正在运行，但我想破解 std::unique_ptr。有没有办法重构代码来避免我的 static_move_cast？

Answer 1

static_move_cast在 register_object 内是不必要的, 因为你可以只使用 converting constructor of unique_ptr template< class U, class E > unique_ptr( unique_ptr<U, E>&& u ) :

        unique<T> instance{
            new T,
            // ...
        };

        return instance;

或者，更简单，构造并返回一个 unique<object>直接，因为T*可转换为 object* :

        return unique<object>{
            new T,
            // ...
        };

但是对于 create_unique使用static_move_cast是不可避免的，因为 unique_ptr 的转换构造函数不适用于沮丧。

请注意 shared_ptr有 static_pointer_cast , 它执行向下转换，但是 unique_ptr 没有对应的工具，大概是因为认为自己执行转换被认为是直接和正确的。