协变返回类型

  一般来说,一个重写的函数与被它重写的函数必须具有相同的返回类型:

Class Shape {

Public:

//…

Virtual double area () const = 0;

//…

};

Class Circle : public Shape {

 Public:

       //…

       Float area () const ; //错误!返回类型不同

       //…

};

 

然而,这个规则对于”协变返回类型(covariant return type)”的情形来说有所放松.也就是说,若B是一个类类型,并且一个基类虚拟函数返回B *,那么一个重写的派生类函数可以返回D *,其中的D公有派生于B(即D是一个(is-a)B).若基类虚函数返回B &,那么一个重写的派生类函数可以返回一个D&.考虑如下一个shape层次结构的clone操作:

Class Shape {

Public:

//…

Virtual Shape *clone () const = 0; //prototype(原型)

//…

};

Class Circle : public Shape {

 Public:

       //…

       Circle *clone () const ;

       //…

};

  重写的派生类函数被声明为返回一个Circle *而不是一个Shape *.这是合法的,因为Circle是一个Shape.注意如一个CIrcle被当作Shape进行操作,从返回的Circle *就回被自动转化为Shape *:

   Shape *s1 = getACircleOrOtherShape ();

Shape *s2 = s1->clone();

 

当直接操纵派生类型而不是通过其基类接口来操纵它们时，使用协变返回类型的优势就会体现出来了：

 Circle *c1 = getACircle();

 Circle 8c2 = c1->clone();

 如果没有协变返回机制，Circle::clone将不得不精确的匹配Shape::clone的返回类型，从而返回一个Shape *.我们就被迫将返回结果转换为Circle *.

 Circle *c1 = getACircle();

 Circle *c2 = static_cast<Ciecle *>( c1->clone());

 

 再看另外一个例子。考虑如下Shape的Factory Method成员，它返回一个引用，指向与具体的形状对应的形状编辑器：

Class ShapeEditor {……};

Class Shape {

     Public:

         //…

          virtual const ShapeEditor & getEditor () const = 0; //Factory Method

         //…

};

//….

Class Circle;

Class CircleEditor : public ShapeEditor { … };

Class Circle : Public Shape{

     Public:

         Const CircleEditor &getEditor () const ;

     //…

};

 在这个例子中，注意CircleEditor必须在Circle::getEditor的声明之前被完整地定义（而不能仅仅声明）。因为编译器必须知道CircleEditor对象的布局，才能执行适当的地址操纵，从而将一个CircleEditor引用（或指针）转换为一个ShapeEditor引用（或指针）。

 

 协变返回类型的优势在于，总是可以在适当程度的抽象层面工作。若我们是处理Shape，将获得一个抽象的ShapeEditor；若正在处理某种具体的形状类型，比如Circle,我们就可以直接获得CiecleEditor.协变返回机制将我们从这样的一种处境解脱出来：不得不使用易于出错的转换操作来“重新”提供类型信息，而这种信息是一开始就不应该丢掉的：

Shape * s = getACircleOrOtherShape ();

Const ShapeEditor &sed = s->getEditor();

Ciecle *c =getACircle();

Const CircleEditor &ced = c->getEditor();