如何使抽象类正确返回另一个抽象类的具体实例？答案

【问题标题】：How do I make an abstract class properly return a concrete instance of another abstract class?如何使抽象类正确返回另一个抽象类的具体实例？
【发布时间】：2011-03-20 15:07:54
【问题描述】：

我最近重新设计了我自己的一个库，以尝试将接口与实现分离。我遇到了一个旨在返回另一个类的实例的类的最终问题。

在接口定义中，我做了类似的事情

struct IFoo
{
    virtual const IBar& getBar() = 0;
}

然后在具体的 Foo getBar 看起来像

const IBar& Foo::getBar()
{
    Bar ret = Bar();
    return ret;
}

问题是 ret 在 getBar 完成后立即被删除，当复制构造函数尝试像这样使用 Bar 时会导致严重崩溃

const Bar myBar = myFoo.getBar();

我一直在阅读各种东西，我知道通过引用返回是不受欢迎的，但我没有看到任何其他方式（我不想返回 Bar* 因为我不想手动删除返回值)。

抽象类返回从另一个抽象类派生的具体类的实例的正确方法是什么（如果有的话）？

注意我确实看到了这个解决方案：returning an abstract class from a function 但我不想使返回值静态和松散的线程安全。

【问题讨论】：

标签： c++ interface abstract-class

【解决方案1】：

使用智能指针。这些是不再使用时被删除的指针（参见例如http://www.boost.org/doc/libs/1_43_0/libs/smart_ptr/smart_ptr.htm）。

【讨论】：

哈哈，返回智能指针使得使用返回类型有点困难，但我认为这应该很好，谢谢。
我认为在到处使用智能指针之前，您应该考虑以正确的方式使用它们。这个博客是关于该主题以及它们如何容易被过度使用的有趣读物：bureau14.fr/blogea/index.php/2009/08/…
在此处跟进：在我的评论中，我注意到智能指针是一个不错的选择，但会使处理对象变得更加困难。应该注意的是，您可以使用复制构造函数和 operator= 定义来消除处理这些对象的几乎所有不便。在我的项目中，我现在为具体类定义了两个复制构造函数和两个 operator=。一个取 const Object&，另一个取 const boost::shared_ptr。效果很好。

【解决方案2】：

也可以按值返回对象。

一些编译器提供返回值优化，在返回对象时优化掉副本。

编辑：
对不起。我浏览了这个问题，不知何故错过了涉及继承的事实。假设 getBar() 可以返回各种种类的 IBar，并返回一个 IBar 指针，这很有意义。

通过返回一个指向基址的指针，具体对象保持不变。避免使用slicing problem，原始的vtbl 指针可用于进行虚函数调用。 （正如您在评论中指出的那样） 返回一个 抽象类 的实例也是不可能的。

我建议您不要返回原始指针，而是返回 shared_ptr<IBar> 以简化内存管理。

const shared_ptr<IBar> Foo::getBar()
{
    shared_ptr<IBar> ret(new Bar());
    return ret;
}

那就这样用吧：

shared_ptr<IBar> pIBar(foo.getBar());
pIBar->myVirtualFunction();

shared_ptr 是 C++0x 中最常用的智能指针类型。如果您有足够新的编译器，它将位于 std 命名空间中。较旧的编译器可能将它放在 tr1 命名空间中，它也是 boost 的一部分。

【讨论】：

是的，太糟糕了，我返回一个抽象类类型，编译器抱怨在没有 & 或 * 的情况下实例化抽象类:(

【解决方案3】：

您正在返回对局部变量的引用。一旦函数返回引用，堆栈就会被弹出并且 Bar 对象不再存在。

编辑：我没有阅读全文。您可能需要使用智能指针。

实际上，有什么理由需要返回基类引用吗？您可以通过返回具体类型本身的对象来避免任何智能指针混乱，因为 C++ 允许协变返回类型。

【讨论】：

我也想过，但问题是虚拟方法必须使用&或*，我不能声明一个返回抽象类的纯虚拟方法，这对我来说似乎很愚蠢，但是，嘿，也许有一些我不知道的东西=/
我认为函数返回类型的协方差只有在返回对象引用和指针时才有效。

【解决方案4】：

由于您想将返回对象的所有权转移给调用者，调用者将不得不销毁该对象。换句话说，返回 IBar * 是您最好的选择。如果您担心必须手动调用 delete，您应该考虑使用智能指针包，例如boost::shared_ptr.

【讨论】：

我认为他似乎不想转让所有权，因为他不想自己删除实例。如果您不想删除它，则不应拥有它。（即使它是一个智能指针）。
所以对原问题有两种可能的解释：1）作者担心调用者将不得不调用delete（例如所有权转移）2）作者担心类本身会必须调用删除。这意味着指针被存储为类的成员。但是，如果这是真的，那么是什么阻止了作者使实例成为类的成员并返回引用呢？这就是我假设所有权应该转让的原因。

【解决方案5】：

如果您不想处理删除操作，则必须使用 SmartPointers。在 C++ 中，这是让对象在被占用时“删除自身”的唯一方法。

http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_pointer

【讨论】：

【解决方案6】：

当您的堆栈被移除时，已在堆栈上创建的对象将被销毁。函数退出时堆栈被移除。

请尝试以下方法：


struct Foo : public IFoo
{
  Bar m_Bar;
public:
  virtual const IBar& getBar() 
  { 
    return m_Bar;
  }
}

【讨论】：