为何std::unique_ptr作为右值引用传递后，基类实例仍有效？

问题代码 #

#include <memory>
#include <iostream>

struct Base
{
};

struct Derived : public Base
{
};

void foo(std::unique_ptr<Base>&& b)
{
}

int main()
{
    std::unique_ptr<Derived> derived = std::make_unique<Derived>();
    foo(std::move(derived));
    std::cout << "derived after foo(): " << (derived? "valid\n" : "invalid\n");

    std::unique_ptr<Base> base = std::make_unique<Derived>();
    foo(std::move(base));
    std::cout << "base after foo(): " << (base? "valid\n" : "invalid\n");


    return 0;
}

程序输出 #

derived after foo(): invalid
base after foo(): valid

原因解释 #

核心差异在于调用foo时是否触发了std::unique_ptr的所有权转移（移动构造）：

• std::unique_ptr<Derived>的情况：
  std::unique_ptr<Derived>和函数参数std::unique_ptr<Base>&&是不同的模板实例类型，C++无法直接将前者的右值绑定到后者的引用上。此时会自动生成一个临时的std::unique_ptr<Base>对象，这个临时对象通过unique_ptr<Derived>的移动构造函数创建——这一步会把derived持有的指针所有权完全转移到临时对象中，导致derived被置空（变为无效）。临时对象随后绑定到函数参数b，函数结束后临时对象销毁，但derived已经失去所有权，因此输出invalid。

• std::unique_ptr<Base>的情况：
  std::move(base)的类型就是std::unique_ptr<Base>&&，和函数参数类型完全匹配。此时函数参数b只是绑定到base的右值引用上，并没有触发unique_ptr的移动构造或赋值操作——所有权没有发生任何转移。函数内部未对b做任何操作，因此base仍然持有原指针，保持有效状态，输出valid。

如果想让base也在调用foo后失效，可以在foo内部显式转移所有权，比如：

void foo(std::unique_ptr<Base>&& b)
{
    auto temp = std::move(b); // 此时b（即原base）的所有权被转移到temp
}

这样base就会被置空，输出invalid。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kornel Szymkiewicz