C ++：如何在没有强制转换的情况下避免继承类中的“无效协变返回类型”？

Question

我有一个相当复杂的类层次结构，其中类是相互依赖的：有两个抽象类A和C，它们分别包含一个返回C和A实例的方法。 在他们继承的类中，我想使用一个co-variant类型，在这种情况下是一个问题，因为我不知道一种方法来转发声明继承关系。

我得到一个“test.cpp：22：错误：'虚拟D * B :: outC（）'的无效协变返回类型” - 错误，因为编译器不知道D是C的子类。

class C;

class A {
public:
        virtual C* outC() = 0;
};

class C {
public:
        virtual A* outA() = 0;
};


class D;

class B : public A {
public:
        D* outC();
};

class D : public C {
public:
        B* outA();
};

D* B::outC() {
        return new D();
}

B* D::outA() {
        return new B();
}

如果我将B :: outC（）的返回类型更改为C *，则示例将进行编译。 有没有办法将B *和D *保留为继承类中的返回类型（对我来说，有一种方法可以直观）？

Answer 1

我知道在C ++中无法直接耦合协变成员。 您将要么添加图层，要么自己实现协变回报。

第一种选择

class C;

class A {
public:
        virtual C* outC() = 0;
};

class C {
public:
        virtual A* outA() = 0;
};


class BI : public A {
public:
};

class D : public C {
public:
        BI* outA();
};

class B: public BI {
public:
        D* outC();
};

D* B::outC() {
        return new D();
}

BI* D::outA() {
        return new B();
}

而对于第二个

class C;

class A {
public:
        C* outC() { return do_outC(); }
        virtual C* do_outC() = 0;
};

class C {
public:
        virtual A* outA() = 0;
};


class D;

class B : public A {
public:
        D* outC();
        virtual C* do_outC();
};

class D : public C {
public:
        B* outA();
};

D* B::outC() {
        return static_cast<D*>(do_outC());
}

C* B::do_outC() {
        return new D();
}

B* D::outA() {
        return new B();
}

请注意，第二个选项是编译器隐式执行的操作（使用static_cast有效的静态检查）。

Answer 2

据我所知，如果没有明确的演员，就没有办法做到这一点。 问题是，类的定义B不能知道D是的子类C ，直到它看到类的完整定义， D ，但类的定义D可能不知道B是的子类A ，直到它看到B类的完整定义，因此您具有循环依赖性。 这不能通过前向声明来解决，因为前转声明遗憾的是无法指定继承关系。

尝试使用模板实现协变clone()方法存在类似的问题， 我发现可以解决这个问题 ，但类似的解决方案仍然失败，因为循环引用仍然无法解决。

Answer 3

由于客户方的期望，您无法做到这一点。 使用C实例时，您无法分辨它是哪种C（D或其他）。 因此，如果将B指针（由于对派生类的调用产生但在编译时不知道它）存入A指针，我不确定所有内存都是正确的。

当您在多态类型上调用方法时，运行时环境必须检查对象的动态类型，并移动指针以适应您的类层次结构。 我不确定你应该依靠协方差。 看看这个