[C ++]协变返回类型

Question

我有一个VectorN类，一个从VectorN继承的Vector3类（例如可以处理交叉产品）。 我无法确定不同运营商的返回类型。 例：

class VectorN
{
public:
   VectorN(){};
   virtual VectorN operator*(const double& d) {.....};
   std::vector<double> coords;
};

class Vector3 : public VectorN
{
public:
  Vector3(){};
  virtual Vector3 operator*(const double& d) {....};
};

此特定示例产生C2555错误：

'vector3 :: operator *'：覆盖虚函数返回类型不同，并且不是'VectorN :: operator *'的协变，请参见'VectorN :: operator *'的声明。

问题是我没有返回对Vector3的引用，并且在operator*的声明中没有完全定义Vector3类。 但是，我希望我的operator*是虚拟的，并且当我将Vector3与常量相乘时我想返回Vector3 （否则，如果我这样做(Vector3*double).crossProduct(Vector3) ，它将返回错误）。

我能做什么 ？

谢谢！

Answer 1

你需要重新设计。 首先，更喜欢免费功能而不是成员功能。 您应该拥有的唯一成员函数是需要访问私有函数的成员函数。

从这个组合开始：

class VectorN
{
public:
   virtual VectorN& operator*=(double d)
    {
        /* ... */

        return *this;
    };
};


class Vector3 : public VectorN
{
public:
    virtual Vector3& operator*=(double d)
    {
        return static_cast<Vector3&>(VectorN::operator*=(d));
    };
};

协方差在这里工作得很好，因为类型是引用或指针，并且您可以重用代码。 （ static_cast是免费的，性能方面的，并且是安全的，因为您知道派生类型。）

然后你实现你的自由功能：

// optimization: if you're going to make a copy, do it in the parameter list;
// compilers can elide a copy when working with temporaries
VectorN operator*(VectorN v, double d)
{
    // reuse code
    return v *= d;
}

VectorN operator*(double d, VectorN v)
{
    // reuse code
    return v *= d;
}

对Vector3做同样的事情。

所做的是你有一个简单的方法来编写这些运算符，因为你可以使用运算符的核心，并且由于协方差，返回类型匹配。

---

不过要注意警告，你可能不需要任何警告。 您想要制作的扩展可以通过在vector或valarray上运行的自由函数来valarray 。

Answer 2

我能想到的最好的方法是用智能指针替换返回类型，放弃协方差，支持多态：

virtual auto_ptr< VectorN > operator*(const double& d);

我建议这样做的原因是你正在使用虚函数，所以无论如何都不需要知道对象的确切类型。

根本问题是调用者需要为value返回的对象分配存储空间。 该存储不能动态变化，因此您不可避免地无法在堆上分配对象。