如何在重写函数中返回模板派生类而不是基类？答案

【问题标题】：How to return a templated derived class instead of base class in an overridden function?如何在重写函数中返回模板派生类而不是基类？
【发布时间】：2020-04-17 14:50:05
【问题描述】：

#include <iostream>

template <typename T>
class A {};

template <typename T>
class B : public A<T> {};

class C
{
    virtual A<int> func() = 0;
};

class D : public C
{
    virtual B<int> func() override
    {
        return B<int>{};
    }
};

这里B 继承自A，模板参数是int 用于两个返回值。为什么我不能只返回B<int> 而不是A<int>？

【问题讨论】：

标签： c++ templates inheritance return-type

【解决方案1】：

正如 merlinND 所指出的，您必须从 class A<T> 继承。但它仍然会失败，除非您返回一个指针或对 B 的引用而不是值类型。以下将编译。

#include <iostream>

template <typename T>
class A {};

template <typename T>
class B : public A<T> {};

class C
{
    virtual A<int>* func() = 0;
};

class D : public C
{
    virtual B<int>* func() override
    {
        return new B<int>{};
    }
};

【讨论】：

【解决方案2】：

当声明 B 时，你必须继承一个实际的类，而不是一个模板：

template <typename T>
class B : public A<T> {};

第二个问题是在类D 中覆盖func() 的签名时不能更改它。但是，一旦解决此问题，您将能够按预期返回 B<int>{}。

编辑：@Josh Wilson 指出的第三个问题是，您不会从 func() 的返回值中获得 B 的行为，因为它指定了按值返回的 A。您需要返回一个指向 A<int> 的指针以应用多态性。

【讨论】：

那是个错误。我改变了它。谢谢。

【解决方案3】：

B D::func() 不能覆盖 AC::func()，因为这两个函数的返回类型彼此不同。

【讨论】：

【解决方案4】：

来自cppreference：

如果函数 Derived::f 覆盖函数 Base::f，则它们的返回类型必须相同或协变。

两种类型协变需要满足三个条件，其中之一是它们需要是指针类型或引用类型。

A<int> 和 B<int> 既不是同一类型也不是协变类型，这意味着您不能使用 B<int> 作为被覆盖方法的返回类型。

还请注意，您不必在被覆盖的方法中使用 virtual 说明符。

此外，正如其他人所注意到的，以下将起作用并返回一个A<int>-typed 对象：

A<int> func() override
{
    return B<int>{};
}

但你应该避免它。事实上，在创建B<int> 对象后，它会切片成A<int> 类型，原因我们已经看到，这意味着您的对象类型实际上只是A<int>，并且不是B<int> 的实例。这意味着当您本可以创建 A<int> 时，您徒劳地创建了 B<int> 实例。

如果您需要B<int>，则需要返回指针或引用。

【讨论】：