C++：如何避免繼承類中的「無效協變返回類型」而無需投射？

我有一個相當複雜的類層次結構，其中類是相互交叉依賴的：有兩個抽象類A和C，分別包含一個返回C和A實例的方法。在他們的繼承類中，我想使用一種協變類型，在這種情況下，這是一個問題，因爲我不知道如何前向聲明繼承關係。C++：如何避免繼承類中的「無效協變返回類型」而無需投射？

我得到一個「test.cpp：22：error：'虛擬D * B :: outC（）'的無效協變返回類型 - 錯誤，因爲編譯器不知道D是C的一個子類。

class C; 

class A { 
public: 
     virtual C* outC() = 0; 
}; 

class C { 
public: 
     virtual A* outA() = 0; 
}; 


class D; 

class B : public A { 
public: 
     D* outC(); 
}; 

class D : public C { 
public: 
     B* outA(); 
}; 

D* B::outC() { 
     return new D(); 
} 

B* D::outA() { 
     return new B(); 
}

如果我將B :: outC（）的返回類型更改爲C *，示例將編譯。有沒有什麼方法可以將B *和D *作爲返回類型保留在繼承類中（這對我來說有一種直觀的方式）？

來源

2010-03-09 Searles

你真的需要這種類型的糾纏？（稱它耦合可能有點短） – 2010-03-09 17:17:34

有時候這不是語言問題，這是我們嘗試使用它的方式的一個問題。如果你的兩個層次結合得如此緊密，我認爲你最好用一個層次結構（將'A'與'C'和'B'與'D'融合在一起），因爲它看起來好像它們不能互不干擾。 – 2010-03-09 19:38:37

嗯，我有兩種類型的類：一個任務的規範和一個實際執行任務的執行程序（啓動幾個線程）。規範本身應該是任務的工廠，每個執行者都需要訪問它的規範。他們的任務有各種規格。所以執行者包裝了一個規範，所以耦合只在一個方向上很強，而在另一個方向上它只是工廠方法。 – Searles 2010-03-09 21:34:09

我知道沒有辦法直接耦合協變成員在C++中。你將不得不添加一個圖層，或者自己實現協變回報。

對於第一種選擇

class C; 

class A { 
public: 
     virtual C* outC() = 0; 
}; 

class C { 
public: 
     virtual A* outA() = 0; 
}; 


class BI : public A { 
public: 
}; 

class D : public C { 
public: 
     BI* outA(); 
}; 

class B: public BI { 
public: 
     D* outC(); 
}; 

D* B::outC() { 
     return new D(); 
} 

BI* D::outA() { 
     return new B(); 
}

和第二

class C; 

class A { 
public: 
     C* outC() { return do_outC(); } 
     virtual C* do_outC() = 0; 
}; 

class C { 
public: 
     virtual A* outA() = 0; 
}; 


class D; 

class B : public A { 
public: 
     D* outC(); 
     virtual C* do_outC(); 
}; 

class D : public C { 
public: 
     B* outA(); 
}; 

D* B::outC() { 
     return static_cast<D*>(do_outC()); 
} 

C* B::do_outC() { 
     return new D(); 
} 

B* D::outA() { 
     return new B(); 
}

請注意，此第二個選項是什麼是由編譯器隱式進行（有一些靜態檢查該的static_cast有效）。

來源

2010-03-09 16:38:23 AProgrammer

由於客戶端的期望，你不能這樣做。當使用C實例時，你不能說出它是哪種C（D或其他）。因此，如果將B指針（由調用派生類產生，但在編譯時不知道）存儲到A指針中，我不確定所有內存的東西都是正確的。

當您調用多態類型的方法時，運行時環境必須檢查對象的動態類型，並且它會移動指針以適應您的類層次結構。我不確定你應該依賴協變性。看看this

來源

2010-03-09 16:31:52 Seb

你誤會了。協變返回類型是*允許*。如果客戶端期望一個'A'指針，但是給它一個'B'指針，那麼可以找到它，因爲'B' *的所有實例都是'A'的實例。在這種情況下，問題是編譯器無法在'B :: outC'的聲明中驗證新的返回類型'D'是原始返回類型'C'的後代。如果編譯器可能已經看到了'D'的完整定義，它將允許新的簽名。請注意，編譯器不會對'D :: outA'發出任何抱怨，因爲它知道'C'是'A'的後代。 – 2010-03-09 16:46:20

在我的示例中，類D中的協變類型返回類型不是問題。 – Searles 2010-03-09 22:23:02

據我所知，沒有明確鑄造就沒有辦法做到這一點。問題是B類的定義不能知道D是C的子類，直到它看到類D的完整定義，但類D的定義無法知道B是A的子類，直到它看到類B的完整定義，所以你有循環依賴。這不能用前向聲明來解決，因爲前向聲明遺憾地不能指定繼承關係。

嘗試使用模板which I found can be solved嘗試實施協變clone()方法存在類似問題，但類似的解決方案在此仍然失敗，因爲循環引用仍然無法解析。

來源

2010-03-09 16:45:37

這確實是一個循環依賴的問題。當你嘗試使用交叉相關的typedefs，枚舉，字段等時也是如此。+1 – doc 2010-03-09 17:16:00

每個人都被這個「克隆」問題所困擾......我不喜歡這個解決方案給出了它的包裝部分艱難， 'typedef'不能被轉發聲明，如果你的客戶必須知道不使用未修飾的名字，這是一種痛苦：/ – 2010-03-09 19:36:58

C++：如何避免繼承類中的「無效協變返回類型」而無需投射？

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