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

From cppreference.net
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HTMLタグ、属性、コードブロック内のテキストは翻訳せず、C++固有の用語もそのまま保持しました。書式設定は元のまま維持しています。 (注:指定されたHTML要素には翻訳対象のテキストコンテンツが含まれていないため、元の構造を保持したまま出力します)
定義済みヘッダー <memory>
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > static_pointer_cast ( const std:: shared_ptr < U > & r ) noexcept ;
(1) (C++11以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > static_pointer_cast ( std:: shared_ptr < U > && r ) noexcept ;
(2) (C++20以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > dynamic_pointer_cast ( const std:: shared_ptr < U > & r ) noexcept ;
(3) (C++11以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > dynamic_pointer_cast ( std:: shared_ptr < U > && r ) noexcept ;
(4) (C++20以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > const_pointer_cast ( const std:: shared_ptr < U > & r ) noexcept ;
(5) (C++11以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > const_pointer_cast ( std:: shared_ptr < U > && r ) noexcept ;
(6) (C++20以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > reinterpret_pointer_cast ( const std:: shared_ptr < U > & r ) noexcept ;
(7) (C++17以降)
template < class T, class U >
std:: shared_ptr < T > reinterpret_pointer_cast ( std:: shared_ptr < U > && r ) noexcept ;
(8) (C++20以降)

std::shared_ptr の新しいインスタンスを作成します。格納されているポインタは、 r の格納されているポインタからキャスト式を使用して取得されます。

r が空の場合、新しい shared_ptr も空となる(ただし格納されているポインタが必ずしもヌルとは限らない)。それ以外の場合、新しい shared_ptr r の初期値と所有権を共有する。ただし、 dynamic_pointer_cast によって実行される dynamic_cast がヌルポインタを返した場合は空となる。

Y typename std:: shared_ptr < T > :: element_type とすると、結果の std::shared_ptr の格納されたポインタは、それぞれ以下の評価によって取得されます:

1,2) static_cast < Y * > ( r. get ( ) )
3,4) dynamic_cast < Y * > ( r. get ( ) ) dynamic_cast の結果がヌルポインタ値の場合、返される shared_ptr は空となる。
5,6) const_cast < Y * > ( r. get ( ) )
7,8) reinterpret_cast < Y * > ( r. get ( ) )

これらの関数の動作は、 U* から T* への対応するキャストが適切に形成されない限り未定義です:

1,2) 以下の条件が満たされない場合、動作は未定義です: static_cast < T * > ( ( U * ) nullptr ) が適切な形式であること。
3,4) 動作は未定義である、ただし dynamic_cast < T * > ( ( U * ) nullptr ) が適切に形成されている場合を除く。
5,6) 動作は未定義である、ただし const_cast < T * > ( ( U * ) nullptr ) が適切な形式である場合を除く。
7,8) 以下の場合を除き、動作は未定義です: reinterpret_cast < T * > ( ( U * ) nullptr ) が適正な形式である場合。

右辺値オーバーロード (2,4,6,8) を呼び出した後、 r は空になり、 r. get ( ) == nullptr となる。ただし、 dynamic_pointer_cast (4) の場合、 dynamic_cast が失敗したときは r は変更されない。

(C++20以降)

目次

パラメータ

r - 変換するポインタ

注記

以下の式 std:: shared_ptr < T > ( static_cast < T * > ( r. get ( ) ) ) std:: shared_ptr < T > ( dynamic_cast < T * > ( r. get ( ) ) ) および std:: shared_ptr < T > ( const_cast < T * > ( r. get ( ) ) ) は同じ効果を持つように見えるかもしれませんが、これらはすべて未定義動作を引き起こし、同じオブジェクトを二重に削除しようとする可能性があります!

実装例

static_pointer_cast
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};
}
dynamic_pointer_cast
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>{};
}
const_pointer_cast
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};
}
reinterpret_pointer_cast
template<class T, class U>
std::shared_ptr<T> reinterpret_pointer_cast(const std::shared_ptr<U>& r) noexcept
{
    auto p = reinterpret_cast<typename std::shared_ptr<T>::element_type*>(r.get());
    return std::shared_ptr<T>{r, p};
}

#include <iostream>
#include <memory>
class Base
{
public:
    int a;
    virtual void f() const { std::cout << "I am base!\n"; }
    virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base
{
public:
    void f() const override { std::cout << "I am derived!\n"; }
    ~Derived() {}
};
int main()
{
    auto basePtr = std::make_shared<Base>();
    std::cout << "Base pointer says: ";
    basePtr->f();
    auto derivedPtr = std::make_shared<Derived>();
    std::cout << "Derived pointer says: ";
    derivedPtr->f();
    // static_pointer_cast to go up class hierarchy
    basePtr = std::static_pointer_cast<Base>(derivedPtr);
    std::cout << "Base pointer to derived says: ";
    basePtr->f();
    // dynamic_pointer_cast to go down/across class hierarchy
    auto downcastedPtr = std::dynamic_pointer_cast<Derived>(basePtr);
    if (downcastedPtr)
    {
        std::cout << "Downcasted pointer says: ";
        downcastedPtr->f();
    }
    // All pointers to derived share ownership
    std::cout << "Pointers to underlying derived: "
              << derivedPtr.use_count()
              << '\n';
}

出力:

Base pointer says: I am base!
Derived pointer says: I am derived!
Base pointer to derived says: I am derived!
Downcasted pointer says: I am derived!
Pointers to underlying derived: 3

関連項目

新しい shared_ptr を構築する
(public member function)