Zwracany typ funkcji wirtualnej C ++

Czy dziedziczona klasa może zaimplementować funkcję wirtualną z innym zwracanym typem (bez używania szablonu jako zwrotu)?

W niektórych przypadkach tak, klasa pochodna może przesłonić funkcję wirtualną przy użyciu innego typu zwracanego, o ile typ zwracany jest kowariantny z pierwotnym typem zwracanym. Na przykład rozważ następujące kwestie:

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}

    virtual Base* clone() const = 0;
};

class Derived: public Base {
public:
    virtual Derived* clone() const {
        return new Derived(*this);
    }
};

Tutaj Basedefiniuje czystą funkcję wirtualną o nazwie, clonektóra zwraca plik Base *. W implementacji pochodnej ta funkcja wirtualna jest zastępowana przy użyciu zwracanego typu Derived *. Chociaż typ zwrotu nie jest taki sam jak w bazie, jest to całkowicie bezpieczne, ponieważ w każdej chwili możesz napisać

Base* ptr = /* ... */
Base* clone = ptr->clone();

Wywołanie clone()to zawsze zwróci wskaźnik do Baseobiektu, ponieważ nawet jeśli zwraca a Derived*, ten wskaźnik jest niejawnie konwertowany na a, Base*a operacja jest dobrze zdefiniowana.

Mówiąc bardziej ogólnie, typ zwracany funkcji nigdy nie jest uważany za część jej podpisu. Funkcję składową można zastąpić dowolnym typem zwracanym, o ile typ zwracany jest kowariantny.

Tak. Typy zwracane mogą być różne, o ile są kowariantne . Standard C ++ opisuje to w następujący sposób (§ 10.3 / 5):

Zwracany typ funkcji przesłaniającej powinien być identyczny z zwracanym typem funkcji przesłoniętej, albo kowariantny z klasami funkcji. Jeśli funkcja D::fprzesłania funkcję B::f, zwracane typy funkcji są kowariantne, jeśli spełniają następujące kryteria:

• oba są wskaźnikami do klas lub odniesieniami do klas ⁹⁸⁾
• klasa w zwracanym typie B::fjest tą samą klasą co klasa w zwracanym typie D::for, jest jednoznaczną bezpośrednią lub pośrednią klasą bazową klasy w zwracanym typie D::fi jest dostępna wD
• oba wskaźniki lub odwołania mają tę samą kwalifikację CV, a typ klasy w zwracanym typie D::fma taką samą kwalifikację CV jak kwalifikację CV lub mniej niż typ klasy w zwracanym typie B::f.

Przypis 98 wskazuje, że „wielopoziomowe wskaźniki do klas lub odniesienia do wielopoziomowych wskaźników do klas są niedozwolone”.

W skrócie, jeśli Djest podtypem funkcji B, to zwracany typ funkcji w Dmusi być podtypem zwracanego typu funkcji w B. Najczęstszym przykładem jest sytuacja, w której typy zwracane są oparte na Di B, ale nie muszą. Rozważ to, gdy mamy dwie oddzielne hierarchie typów:

struct Base { /* ... */ };
struct Derived: public Base { /* ... */ };

struct B {
  virtual Base* func() { return new Base; }
  virtual ~B() { }
};
struct D: public B {
  Derived* func() { return new Derived; }
};

int main() {
  B* b = new D;
  Base* base = b->func();
  delete base;
  delete b;
}

Powodem, dla którego to działa, jest to, że każdy wywołujący funcoczekuje Basewskaźnika. Dowolny Basewskaźnik wystarczy. Tak więc, jeśli D::funcobiecuje, że zawsze zwraca Derivedwskaźnik, to zawsze będzie spełniał kontrakt określony przez klasę nadrzędną, ponieważ każdy Derivedwskaźnik można niejawnie przekonwertować na Basewskaźnik. W ten sposób dzwoniący zawsze otrzymają to, czego oczekują.

Oprócz zezwalania na zmianę typu zwracanego, niektóre języki pozwalają również na zmianę typów parametrów funkcji przesłaniającej. Kiedy to robią, zwykle muszą być sprzeczne . Oznacza to, że jeśli B::fakceptuje a Derived*, to D::fbędzie mógł zaakceptować a Base*. Potomkowie mogą być bardziej rozluźnieni w tym, co przyjmą, i surowsi w tym, co zwrócą. C ++ nie zezwala na kontrawariancję typu parametru. Jeśli zmienisz typy parametrów, C ++ uzna to za zupełnie nową funkcję, więc zaczniesz się przeciążać i ukrywać. Więcej informacji na ten temat można znaleźć w artykule Kowariancja i kontrawariancja (informatyka) w Wikipedii.

Implementacja klasy pochodnej funkcji wirtualnej może mieć Covariant Return Type .