C++14(VS2015)protected继承下shared_ptr转换失败问题求助

在C++14（VS2015）环境中，使用protected继承结合std::shared_ptr时出现编译错误，提示“no suitable user defined conversion”，但改为public继承时代码可正常编译。测试代码如下：

class ioptionpricer
{
public:
    virtual std::shared_ptr<ioptionpricer> clone() const = 0;
    virtual void doSomething() const = 0;
    virtual ~ioptionpricer() = default;
};

class optionpricer : protected ioptionpricer
{
public:
    std::shared_ptr<ioptionpricer> clone() const
    {
        return std::make_shared<optionpricer>(*this);
    }
};

原因解析 #

核心问题出在protected继承的访问权限限制：

• 当optionpricer以protected方式继承ioptionpricer时，optionpricer对象向ioptionpricer类型的转换，仅允许在optionpricer类的内部、其子类或友元中进行。
• std::make_shared<optionpricer>(*this)会生成一个std::shared_ptr<optionpricer>，而我们需要将它转换为std::shared_ptr<ioptionpricer>返回。这个转换需要把底层的optionpricer*转为ioptionpricer*，但std::shared_ptr的构造函数不属于optionpricer的内部、子类或友元范畴，因此无法获取这个转换的权限，编译器就会抛出转换失败的错误。
• 改为public继承后，optionpricer到ioptionpricer的转换是公开的，任何上下文都能执行这个转换，因此std::shared_ptr<optionpricer>可以自动转换为std::shared_ptr<ioptionpricer>，代码正常编译。

解决方法 #

如果要保留protected继承，可以在clone函数内部显式完成转换，比如：

std::shared_ptr<ioptionpricer> clone() const
{
    // 方式1：直接用static_cast完成转换
    return std::shared_ptr<ioptionpricer>(static_cast<ioptionpricer*>(new optionpricer(*this)));
    // 方式2：用static_pointer_cast转换shared_ptr
    // return std::static_pointer_cast<ioptionpricer>(std::make_shared<optionpricer>(*this));
}

这两种方式都是在optionpricer的成员函数内部执行转换，这里有权限完成optionpricer*到ioptionpricer*的类型转换，因此可以通过编译。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Justin Mathew