C ++ clone習語中協變返回類型的用處？

Question

通常的克隆習語使用協變返回類型：

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

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

我已經讀過這樣的信息，即協變返回類型是C ++的后續添加，而較舊的編譯器可能不支持它們。 在這種情況下， Derived類必須聲明其clone成員函數以返回Base* 。 因為，大概我只是在使用這個習語時通過Base指針和/或引用來訪問Derived對象，聲明返回類型Derived*的真正用途/好處是什么？

另外，一個相關的問題：

我更喜歡使用智能指針來表達clone簽名的所有權轉移語義。 使用協變返回類型時，這是不可能的，因為auto_ptr<Derived>與auto_ptr<Base>不協變。 （請注意，我不是在尋找關於智能指針使用的講座 - 這里僅以auto_ptr為例）。 那么在這種情況下，有沒有理由不讓Derived返回auto_ptr<Base> ？ 是否有更好的方式來表達所有權轉移語義？

Answer 1

因為，據推測，我只是在使用這個成語時通過Base指針和/或引用來訪問Derived對象...

你認為錯了。 僅僅因為Base類存在並不意味着你將永遠使用它。 如果我有一個帶有子類Circle和Rectangle的Shape類，我也有一個Window類。 當我可以使用Rectangle時，我不打算使用Shape*作為窗口的位置和大小。

對於所有權轉讓，無論如何都不應該使用智能指針。 我知道你不想講課，但我不是說智能指針很糟糕，你不應該在clone()使用它們。 您不能首先轉讓沒有所有權的東西的所有權。 如果有人想要一個auto_ptr那么他們應該用克隆的原始指針構造它。 其他智能指針類型也是如此。

Answer 2

當你有一個指向Derived的指針並希望得到它的克隆時，它很有用：

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

如果沒有協變返回類型，您必須進行顯式轉換：

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

請注意， Derived可能是更多派生類的基類，在這種情況下它更有意義。

不幸的是， auto_ptr<Derived>和auto_ptr<Base>不協變。 因此，在這種情況下，您必須從所有克隆函數返回相同的類型。