如何访问基类shared_ptr二维数组中的派生类并解决operator[]报错

问题根因 #

运算符不匹配报错原因 #

arrayOfC本身是类型为std::shared_ptr<C>[800][600]的二维数组，可直接通过[x][y]完成二维索引。你额外对数组名做了*解引用操作，得到的是第一行的一维数组std::shared_ptr<C>[600]，执行(*arrayOfC)[(int)x]后已经拿到了第一行第x个std::shared_ptr<C>实例，后续再调用[(int)y]相当于对std::shared_ptr<C>对象使用[]运算符，自然不存在匹配的重载，触发编译错误。

只能访问基类成员的原因 #

arrayOfC[(int)x][(int)y]的静态类型是std::shared_ptr<C>，编译器只会识别基类C的成员，要访问派生类P的成员需要完成向下类型转换。你之前dynamic_cast失败大概率是两个原因：

• 没有使用智能指针专用的转型接口，直接对std::shared_ptr<C>实例使用了针对裸指针的dynamic_cast，语法不匹配
• 基类C没有虚函数（不支持RTTI）、P不是public继承自C，或者访问代码处只有C和P的前向声明、没有引入完整类定义，编译器无法识别继承关系

正确访问方案 #

前置条件 #

1. 基类C至少包含一个虚函数（推荐定义虚析构函数），且派生类P为public继承C
2. 访问代码处必须同时引入C和P的完整类定义，不可仅使用前向声明

代码实现 #

使用std::dynamic_pointer_cast完成shared_ptr的向下转型：

// 先获取数组中的基类智能指针
std::shared_ptr<C> base_ptr = arrayOfC[(int)x][(int)y];
// 转型为派生类P的智能指针
std::shared_ptr<P> derived_ptr = std::dynamic_pointer_cast<P>(base_ptr);

if (derived_ptr) {
    // 转型成功，可正常访问派生类P的成员
    derived_ptr->派生类成员函数();
    // 也可以直接绑定引用使用
    std::shared_ptr<P>& tmpP = derived_ptr;
} else {
    // 转型失败，当前元素不是P类型实例，做错误处理
}

如果100%确认当前位置的元素一定是P类型，可以使用std::static_pointer_cast<P>(base_ptr)跳过运行时类型检查提升性能，但类型不匹配时会触发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David Benz