C ++ clone习语中协变返回类型的用处？

Question

通常的克隆习语使用协变返回类型：

struct Base {
    virtual Base* clone();
};

struct Derived : public Base {
    Derived* clone();
};

我已经读过这样的信息，即协变返回类型是C ++的后续添加，而较旧的编译器可能不支持它们。 在这种情况下， Derived类必须声明其clone成员函数以返回Base* 。 因为，大概我只是在使用这个习语时通过Base指针和/或引用来访问Derived对象，声明返回类型Derived*的真正用途/好处是什么？

另外，一个相关的问题：

我更喜欢使用智能指针来表达clone签名的所有权转移语义。 使用协变返回类型时，这是不可能的，因为auto_ptr<Derived>与auto_ptr<Base>不协变。 （请注意，我不是在寻找关于智能指针使用的讲座 - 这里仅以auto_ptr为例）。 那么在这种情况下，有没有理由不让Derived返回auto_ptr<Base> ？ 是否有更好的方式来表达所有权转移语义？

Answer 1

因为，据推测，我只是在使用这个成语时通过Base指针和/或引用来访问Derived对象...

你认为错了。 仅仅因为Base类存在并不意味着你将永远使用它。 如果我有一个带有子类Circle和Rectangle的Shape类，我也有一个Window类。 当我可以使用Rectangle时，我不打算使用Shape*作为窗口的位置和大小。

对于所有权转让，无论如何都不应该使用智能指针。 我知道你不想讲课，但我不是说智能指针很糟糕，你不应该在clone()使用它们。 您不能首先转让没有所有权的东西的所有权。 如果有人想要一个auto_ptr那么他们应该用克隆的原始指针构造它。 其他智能指针类型也是如此。

Answer 2

当你有一个指向Derived的指针并希望得到它的克隆时，它很有用：

Derived *ptr = ...;
Derived *clone = ptr->clone();

如果没有协变返回类型，您必须进行显式转换：

Derived *clone2 = (Derived*)ptr->clone();

请注意， Derived可能是更多派生类的基类，在这种情况下它更有意义。

不幸的是， auto_ptr<Derived>和auto_ptr<Base>不协变。 因此，在这种情况下，您必须从所有克隆函数返回相同的类型。