如何在 C 中安全地将 `unique_ptr` 向下转换为 `unique_ptr` ？

向下转型 unique_ptr; to unique_ptr

简介：

在 $texttt{C }$ 编程中，我们可能会遇到需要转换或者“向下转型”一个 $texttt 的场景基类 $texttt{Base}$ 的 {unique_ptr}$ 到派生类 $texttt{Derived}$ 的 $texttt{unique_ptr}$。此过程涉及将 $texttt{unique_ptr}$ 中存储的原始指针转换为所需的派生类型，同时维护所有权语义。

通过释放和重新分配进行转换：

该问题提出了一种从 $texttt{unique_ptr}$ 释放对象，然后将原始指针转换为所需的派生类型的方法。这种方法在概念上是有效的，但它有一个潜在的缺点：对象的生命周期暂时由原始指针管理，如果调用者随后无法正确处理 $texttt{unique_ptr}$，则可能导致内存泄漏。

替代方案：静态和动态唯一指针转换：

为了解决这个问题，我们可以利用以下方法函数模板：

• $texttt{static_unique_ptr_cast}$：执行静态转换，假设原始指针保证为所需的派生类型。
• $texttt{dynamic_unique_ptr_cast}$：执行动态转换，使用 $texttt{dynamic_cast}$ 验证转换的

实现：

template<typename Derived, typename Base, typename Del>
std::unique_ptr<Derived, Del> static_unique_ptr_cast(std::unique_ptr<Base, Del>&& p)
{
    auto d = static_cast<Derived *>(p.release());
    return std::unique_ptr<Derived, Del>(d, std::move(p.get_deleter()));
}

template<typename Derived, typename Base, typename Del>
std::unique_ptr<Derived, Del> dynamic_unique_ptr_cast(std::unique_ptr<Base, Del>&& p)
{
    if (Derived *result = dynamic_cast<Derived *>(p.get())) {
        p.release();
        return std::unique_ptr<Derived, Del>(result, std::move(p.get_deleter()));
    }
    return std::unique_ptr<Derived, Del>(nullptr, p.get_deleter());
}

用法：

使用 $texttt{static_unique_ptr_cast}$您确定派生类型。否则，使用 $texttt{dynamic_unique_ptr_cast}$ 在运行时检查类型是否正确。这些函数使用右值引用来防止对原始 $texttt{unique_ptr}$.

的无意修改

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