c++ - 我可以在不更改 use_count 的情况下将 shared_ptr & 转换为 shared_ptr & 吗？

Question

我有一个使用 boost::shared_ptr 的程序s，特别是依赖于 use_count 的准确性执行优化。

例如，假设一个加法运算有两个参数指针 lhs 和 rhs。假设他们都有类型 shared_ptr<Node> .当需要执行加法时，我会检查 use_count ，并且如果我发现其中一个参数的引用计数恰好为 1，那么我将重新使用它来就地执行操作。如果两个参数都不能重用，我必须分配一个新的数据缓冲区并执行异地操作。我正在处理庞大的数据结构，因此就地优化非常有用。

因此，我永远无法复制 shared_ptr没有理由，即每个函数都采用 shared_ptr s 通过引用或 const 引用以避免扭曲 use_count .

我的问题是:我有时有一个 shared_ptr<T> &我想转换到 shared_ptr<T const> & ，但我怎样才能在不扭曲使用次数的情况下做到这一点？ static_pointer_cast返回一个新对象而不是一个引用。我倾向于认为只转换整个 shared_ptr 会起作用，如:

void f(shared_ptr<T> & x)
{
  shared_ptr<T const> & x_ = *reinterpret_cast<shared_ptr<T const> *>(&x);
}

我非常怀疑这是否符合标准，但正如我所说，它可能会起作用。有没有一种方法可以保证安全和正确地做到这一点？

更新以聚焦问题

批评设计无助于回答这篇文章。有两个有趣的问题需要考虑:

1. 是否有任何保证(由 boost::shared_ptr 的作者提供，或者在 std::tr1::shared_ptr 的情况下由标准提供)shared_ptr<T>和 shared_ptr<T const>具有相同的布局和行为？

2. 如果 (1) 为真，那么上述 reinterpret_cast 的使用是否合法？我认为您很难找到一个为上述示例生成失败代码的编译器，但这并不意味着它是合法的。无论您的答案是什么，您能否在 C++ 标准中找到对它的支持？

Answer 1

I sometimes have a shared_ptr<T> & that I want to cast to shared_ptr<T const> &, but how can I do it without distorting the use count?

你不知道。这个概念本身就是错误的。考虑裸指针会发生什么 T*和 const T* .当您转换 T* 时进入const T* ，您现在有两个指针。您没有对同一个指针的两个引用；你有两个指针。

为什么智能指针会有所不同？你有两个指针:一个指向 T , 和一个到 const T .它们都共享同一对象的所有权，因此您正在使用它们中的两个。你的use_count因此应该是 2，而不是 1。

您的问题是您试图重载 use_count 的含义，将其功能用于其他目的。简而言之:您做错了。

你对你用shared_ptr做什么的描述谁是use_count一个是……可怕。您基本上是在说某些函数选择了它的一个参数，调用者显然正在使用它(因为调用者显然仍在使用它)。并且调用者不知道声明了哪一个(如果有的话)，因此调用者不知道函数之后参数的状态是什么。像这样修改操作的参数通常不是一个好主意。

此外，您所做的只有通过 shared_ptr<T> 才能奏效通过引用，这本身并不是一个好主意(就像常规指针一样，智能指针应该几乎总是按值获取)。

简而言之，您要获取一个非常常用的对象，该对象具有定义明确的习语和语义，然后要求以几乎从不使用它们的方式使用它，并具有专门的语义与每个人实际使用它们的方式背道而驰。这可不是什么好事。

你已经有效地创建了 co-optable pointer 的概念，一个可以处于 3 种使用状态的共享指针:空的，只被给你的人使用，因此你可以从中窃取，以及在使用中超过一个人，所以你不能拥有它。 shared_ptr 不是语义存在是为了支持。因此，您应该编写自己的智能指针，以更自然的方式提供这些语义。

可以识别您拥有的指针实例数量与实际用户数量之间的区别。这样，您可以正确地按值传递它，但您可以通过某种方式表明您当前正在使用它并且不希望这些其他功能之一声明它。它可以使用 shared_ptr在内部，但它应该提供自己的语义。