協變返回類型和類型轉換

Question

s->duplicate()返回一個Box*類型的對象，但我收到一個錯誤，用Box*初始化它。 它看起來像是被轉換回Shape* 。 如果將協變返回類型轉換回基類指針，有什么意義？：

struct Shape
{
    virtual Shape* duplicate()
    {
        return new Shape;
    }
};

struct Box : Shape
{
    virtual Box* duplicate()
    {
        return new Box;
    }
};

int main()
{
    Shape* s = new Box;
    Box*   b = s->duplicate();
}

錯誤：

main.cpp:22:12: error: cannot initialize a variable of type 'Box *' with an rvalue of type 'Shape *'
    Box*   b = s->duplicate();
           ^   ~~~~~~~~~~~~~~
1 error generated.

Answer 1

盡管Box::duplicate 是在運行時被調用（通過虛擬調度），盡管Box::duplicate 做重寫Shape::duplicate （協變），雖然Box::duplicate 並返回Box* ，你仍然會得到一個Shape*指針，因為你通過Shape*指針調用duplicate() ，而Shape*是Shape::duplicate()的返回類型，編譯器只看到你調用Shape::duplicate ，而不是Box::duplicate 。

C ++無法動態選擇類型，因此這是它能做的最好的。 你的Box*在Box::duplicate出路上自動轉換為Shape* 。 正如Barry所說，“它仍然需要在編譯時進行編譯，在編譯時我們所知道的是它返回一個Shape* ”。

然后，要再次將其設置為Box* ，您需要顯式地轉換它（使用static_cast或dynamic_cast ），因為不存在隱式下轉換。

[C++11: 10.3/7]: 重寫函數的返回類型應與重寫函數的返回類型相同，或者與函數類的協變相同。 [..]

[C++11: 10.3/8]:如果返回類型D::f從返回類型不同B::f ，在返回類型的類類型D::f應的點處完全聲明D::f或應為D類。 當重寫函數被調用為重寫函數的最終覆蓋時，其結果將轉換為（靜態選擇的）重寫函數 （5.2.2） 返回的類型 。 [..]

在標准文本中，下面是一個相關的例子。

Answer 2

關鍵是不要這樣做：

Box*   b = s->duplicate();

這顯然無法工作，因為Shape::duplicate()返回一個Shape* 。 相反，如果您直接在Box上調用duplicate() ，則接受Box* ：

Box* old = new Box;
Box* b = old->duplicate(); // OK! We know it's a Box