c++虚类函数返回具体子类的实例答案

【问题标题】：c++ virtual class function returning instance of concrete subclassc++虚类函数返回具体子类的实例
【发布时间】：2019-10-07 15:44:06
【问题描述】：

我想要什么，如果不是用这种语法，但在精神上：

class A
{
   virtual A f()=0;
};

class B : public A
{
   B f();
};

我确实看到了上面代码的问题：A 是虚拟的，因此不能创建 A 的实例，因此不能返回 A 的实例。

然而，A 的具体子类（例如 B）必须实现函数 f，它总是能够返回它们自己的实例（例如 B 的实例），即 A 的子类的实例。

虽然上述内容不正确且无法编译，但有没有办法获得类似的有效内容？可能但不一定是这样的：

class A 
{
   virtual "a concrete sublclass of A" f()=0;
};

注意：我不希望返回指针或引用，因为我希望 B 不必将自身的实例作为属性进行管理。

注意：如果可能是 c++11，但也很想知道新版本的消息

【问题讨论】：

【解决方案1】：

您尝试的解决方案存在对象切片的风险。将B 复制为A 可能不会按您预期的方式工作。一般来说，在处理多态类型时最好避免使用值语义。考虑改为返回std::unique_ptr<A>：

#include <memory>
class A
{
public:
   virtual std::unique_ptr<A> f()=0;
};

class B : public A
{
public:
   std::unique_ptr<A> f() override;
};

这需要 C++11。它将按照您期望的方式运行，并且用户不必管理结果对象的生命周期。

但是，与原始代码中显示的相反，B::foo() 不会让您访问B 的完整界面。我不清楚这是否需要。如果是，您将需要一个额外的层。例如，定义一个返回 std::unique_ptr<B> 的 g() f() 调用：

class B : public A
{
public:
   std::unique_ptr<A> f() override { return g(); }
   std::unique_ptr<B> g();
};

【讨论】：

【解决方案2】：

看起来您正在尝试编写某种工厂或克隆函数。这通常使用std::unique_ptr 将创建对象的所有权干净地传递给调用者：

class A
{
   virtual std::unique_ptr<A> f() = 0;
};

class B : public A
{
   std::unique_ptr<A> f() override;
};

唯一的缺点是您不能让 B::f 返回 std::unique_ptr<B>，因为它与 std::unique_ptr<A> 不协变（即使它隐式转换为它）。

【讨论】：

【解决方案3】：

注意：如果可能是 c++11，但也很想知道新版本的消息

没有。这是不可能的。不过，您可以在派生类中返回协变类型。

如果基类中的返回类型为A&，则在B中返回B&即可。
如果基类中的返回类型是A*，那么在B中返回B*就可以了。

class A
{
   virtual A& f()=0;
   virtual A* g()=0;
};

class B : public A
{
   B& f();
   B* g()=0;
};

【讨论】：

【解决方案4】：

这样写

class A
{
   virtual const A& f() const = 0;
};

class B : public A
{
   const B& f() const override { return *this; }
};

您可以使用指针代替引用。

【讨论】：