来自虚拟基类的多态运算符<<答案

【问题标题】：Polymorphic operator<< from virtual base class来自虚拟基类的多态运算符<<
【发布时间】：2015-08-16 23:30:55
【问题描述】：

我想重载 Operator

Base* a = new A;
(*a) << 10;

我想使用这种语法，因为我的程序的另一部分使用

问题是，Base 是纯虚拟的，如果没有完整、有效的 Base 类，我不知道如何实现这种系统。例如：

class Base
{
public:
    virtual void aVirtualFunction() = 0;
    virtual Base operator<<( int ) = 0;
};

class A : public Base
{
    Base operator<<( int )
    {
        // Do something
    }
};

class B : public Base
{
    Base operator<<( int )
    {
        // Do something
    }
};

这会产生错误，因为 Base 是抽象的。

我不能只将重载放在继承的类中，因为我需要从指向基类的指针访问运算符而不强制转换为子类。

我的问题与Overloading << operator with polymorphism 中提出的问题非常相似，只是我的基类本身不是有效对象。

【问题讨论】：

如果你在做多态，它必须是指针或引用。不能按价值计算。
因为它是一个抽象类，所以不能按值返回。
@Pradheep 是的，我知道。我把它作为我尝试过的一个例子，以及似乎是实现它的唯一合理方法（即使它不起作用）。我想要的是一些设置运算符的方法，以便第一个示例可以工作。

标签： c++ inheritance polymorphism operator-overloading

【解决方案1】：

您的代码不起作用，因为您无法返回 Base 对象，因为它是纯虚拟的。而是返回对 Base 的引用。

然后，使用标准继承可以轻松处理整个事情。考虑以下代码：

class Base
{
public:
    virtual void aVirtualFunction() = 0;
    virtual Base& operator<<( int ) = 0;
};

class A : public Base
{
    virtual A& operator<<( int ) override
    {
        // Do something
        return *this;
    }
};

class B : public Base
{
    virtual B& operator<<( int ) override
    {
        // Do something
        return *this;
    }
};

DEMO

注意operator<<(int) 的重载不返回Base&，而是返回A& 和B&。这称为协方差。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以将Base::operator<< 的工作委托给一个纯虚函数，您可以在所有派生类中覆盖该函数，例如

#include <iostream>
#include <memory>

class Base
{
    virtual void delegate(int x) = 0;
public:
    Base& operator<<( int x) // we define this only in Base
    {
        delegate(x); // delegate, this must be overridden in all derived classes
        return *this;
    }
    virtual ~Base() = default;
};

void Base::delegate(int x) // we can even define this
{
    std::cout << "Base::delegate x = " << x << std::endl;
}

class A : public Base
{
    void delegate(int x) override
    {
        std::cout << "A::delegate x = " << x << std::endl;
    }
};

class B : public Base
{
    void delegate(int x) override
    {
        std::cout << "B::delegate x = " << x << std::endl;
    }
};

int main()
{
    std::unique_ptr<Base> pBase(new B);
    *pBase << 42;
}

Live on Coliru

【讨论】：

【解决方案3】：

如果你想使用多态，你不应该按值返回。您应该通过引用返回。

请注意，您的 operator<< 未在您的基类中声明为虚拟。

#include <iostream>

class Base
{
public:
    virtual void aVirtualFunction() = 0;
    virtual Base& operator<<( int ) = 0;
};

class A : public Base
{
    public:
    A& operator<<( int a)
    {
        // Do something
        a_ = a;
        return *this;
    }

    void aVirtualFunction()
    {
        std::cout << a_ << '\n';
    }

    int a_;
};

class B : public Base
{
    public:
    B& operator<<( int a)
    {
        // Do something
        b_ = a;
        return *this;
    }

    void aVirtualFunction()
    {
        std::cout << b_ << '\n';
    }

    int b_;
};

int main(int, char**)
{
    Base* a = new A;
    Base* b = new B;
    *a << 10;
    *b << 11;

    a->aVirtualFunction();
    b->aVirtualFunction();

    delete a;
    delete b;
}

【讨论】：