虚拟函数不返回具有多级继承的派生类型

Question

我有一个具有多级继承的类层次结构。

1. cloneable声明一个返回cloneable *的纯虚拟成员函数。
2. base来自cloneable，但未声明任何成员函数。
3. 最后，derived来自base并定义了虚函数，但是将返回类型覆盖为derived *。

通过base调用虚函数指针指向derived对象返回cloneable *。我期待base *，因为虚函数的实现返回derived *可转换为base *。这里发生了什么？

如果我在base中声明纯虚函数，我终于可以从它得到base *，但我不明白为什么这个声明是必要的。

代码：

struct cloneable 
{ 
    virtual cloneable * clone() = 0; 
}; 

struct base : cloneable 
{ 
// virtual base * clone() = 0; // this line resolves the compile error 
}; 

struct derived : base 
{ 
    virtual derived * clone() { return new derived; } 
}; 

int main(int, char**) 
{ 
    derived d; 
    base * bp = &d; 
    base * bbp = bp->clone(); // error: invalid conversion 
          // from ‘cloneable*’ to ‘base*’  
    return 0; 
} 

注：我故意省略了虚析构函数缩短代码示例。

Answer 1

确切地说，你认为编译器应该如何猜测你想要一个返回base*的版本，而没有任何声明？

---

尽管上述问题回答了您的直接问题，但我觉得我还应该添加一些建议。

首先，

• 做使clone功能const，以便它可以在const对象或经由一个rvalue表达被调用。

即，

virtual cloneable* clone() const; 

其次，创建克隆对象的，

• 回报new T(*this)（使用拷贝构造函数），不new T（使用默认构造函数）。

第三，

• 安全，对于可公开获得的clone操作返回一个智能指针如unique_ptr<MyClass>，而不是原始指针。

然而，返回类型的变化而智能指针，你将不再直接从C++的支持中受益协变函数得出，这是唯一的原始指针和引用。因此，一种方法是创建一个非public原始指针结果实现，该实现可以具有协变结果类型，并且仅包含返回智能指针的键入的public包装。实际上，你自己实现了公共接口的协方差，它可以看起来像这样：

#include <memory>  // std::unique_ptr 
using namespace std; 

class Base 
{ 
private: 
    virtual Base* virtualClone() const 
    { 
     return new Base(*this); 
    } 

public: 
    unique_ptr<Base> clone() const 
    { 
     return unique_ptr<Base>(virtualClone()); 
    } 
}; 

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

public: 
    unique_ptr<Derived> clone() const 
    { 
     return unique_ptr<Derived>(virtualClone()); 
    } 
}; 

int main() 
{ 
    Derived d; 
    Base* bp = &d; 
    unique_ptr<Base> bbp = bp->clone(); 
}