多态性不适用于相同数据类型（基类和继承类）的函数返回值

Question

据我所知，要在继承类中覆盖虚函数，该函数应该具有与基类函数相同的返回值数据类型。

但是如果你返回一个指针或值，它属于从原始函数的返回值的类继承的类，编译器将接受更改返回值，如下所示：

#include <iostream>

class Base{
public:
virtual  Base * clone() {
    std::cout << "Base::clone()\n" ;
    Base * bp = new Base ;
    return bp ;
}
  std::string ID() {return "Base class";}
};

class Derived: public Base {
public:
  //Derived* and Base* are same data type (acceptable):
  Derived * clone() {
    std::cout << "Derived::clone()\n" ;
    Derived * dp = new Derived ;
    return dp ;
}
  std::string ID() {return "Derived class";}
};


int main() {

  Base * bp = new Derived;

  std::cout << bp->clone()->ID() <<"\n";

  std::cout << dynamic_cast <Derived*>(bp->clone())->ID() <<"\n";
  /*
  next code give error: cannot convert Base* to Derived*: 

  Derived * dp2 = bp->clone();
  std::cout << dp2->ID() << "\n";
  */
}

g++ 的输出是：

Derived::clone()
Base class
Derived::clone()
Derived class

Derived 类中重写的 clone() 函数返回指向堆上相同对象副本的指针。从输出中可以看出，每次都会调用正确版本的clone()，但不会调用ID()。为了解决这个问题，我不得不通过dynamic_cast 或在基类中制作virtual ID() 来降低返回值以获得所需的效果。

我的问题：为什么多态性在第一种情况下不起作用

  std::cout << bp->clone()->ID() <<"\n";

因为clone() 应该从Derived 类返回一个指向对象的指针，因此Derived 类的ID() 函数不是Base 类，但在这种情况下我有@ 的ID() 函数987654336@班级？

Answer 1

在这种情况下，多态性正常工作。代码在您期望 Derived class 时打印 Base class 的原因是因为 ID() 方法不是 virtual。

为了了解会发生什么，您必须将代码视为编译器。在您的示例中，bp 是指向 Derived 实例的指针，但在代码中它已被键入为 Base *，因此编译器会看到 Base *。当编译器稍后在代码中看到bp->clone() 时，它知道Base 类的clone() 方法返回Base *。最后，当编译器到达->ID() 方法调用时，它会查看Base 类定义并看到一个非虚拟 方法，因此它确保在运行时调用Base::ID() 方法那个位置。

如果您想要多态行为，请为两个 ID() 方法添加 virtual 关键字。如果您使用符合 C++2011 的编译器，还可以在 Derived::ID() 上添加 override 关键字。