为什么shared_ptr不能解析函数接口中的继承关系？

Question

这是一个简化的例子:

#include <memory>
#include <vector>

template< class T >
class K 
{
public:
    virtual ~K(){}
};

class KBOUM : public K<int>{};

template< class U >
void do_something( std::shared_ptr< K<U> > k ) { }

int main()
{
   auto kboom = std::make_shared<KBOUM>();
    do_something( kboom );  // 1 : error

   std::shared_ptr< K<int> > k = kboom; // 2 : ok
   do_something( k ); // 3 : ok

}

有或没有boost,无论我使用什么编译器,我都会在#1上遇到错误,因为shared_ptr<KBOOM>不会继承shared_ptr<K<int>>.但是,KBOOM继承自K<int>.您可以看到#2有效,因为shared_ptr旨在允许隐式地将子类指针传递给基类指针,就像原始指针一样.

所以我的问题是:

1. 什么阻止std :: shared_ptr实现者使它在#1的情况下工作(我的意思是,假设标准确实阻止了这种情况,应该有一个原因);
2. 有没有一种方法可以在auto kboom = std::make_shared<KBOUM>(); do_something( kboom );不查看KBOOM继承的K的int类型的情况下编写？

注意:我想避免函数的用户必须写

std::shared_ptr<K<int>> k = std::make_shared<KBOOM>();

要么

do_something( std::shared_ptr<K<int>>( kboom ) );

Answer 1

这与此无关std::shared_ptr<>.实际上,您可以将其替换为任何类模板并获得相同的结果:

template<typename T> struct X { };

class KBOUM : public X<int> { };

template<typename U>
void do_something(X<K<U>> k) { }

int main()
{
    X<KBOUM> kboom;
    do_something(kboom); // ERROR!

    X<K<int>> k;
    do_something(k); // OK
}

这里的问题是类型参数推导试图找到完美匹配,并且不尝试派生到基础的转换.

只有在明确推断出所有模板参数以产生完美匹配(标准允许的少数例外)之后,才会在重载决策期间考虑参数之间的可能转换.

解决方法:

可以根据KerrekSB在StackOverflow上的此问答中发布的解决方案找出解决方法.首先,我们应该定义一个类型特征,它允许我们判断某个类是否是从某个模板的实例派生的:

#include <type_traits>

template <typename T, template <typename> class Tmpl>
struct is_derived
{
    typedef char yes[1];
    typedef char no[2];

    static no & test(...);

    template <typename U>
    static yes & test(Tmpl<U> const &);

    static bool const value = sizeof(test(std::declval<T>())) == sizeof(yes);
};

然后,我们可以使用SFINAE重写do_something()如下(注意C++ 11允许函数模板参数的默认参数):

template<class T, std::enable_if<is_derived<T, K>::value>* = nullptr>
void do_something(X<T> k) 
{ 
    // ...
}

通过这些更改,程序将正确编译:

int main()
{
    X<KBOUM> kboom;
    do_something(kboom); // OK

    X<K<int>> k;
    do_something(k); // OK
}

这是一个实例.