c++ - C++ 协方差返回类型的缺点是什么？

Question

我最近不得不处理 C++ covariance return types例如以下结构:

struct Base
{
     virtual ~Base();
};
struct Derived : public Base {};

struct AbstractFactory
{
    virtual Base *create() = 0;
    virtual ~AbstractFactory();
};

struct ConcreteFactory : public AbstractFactory
{
    virtual Derived *create()
    {
        return new Derived;
    }
};

它允许客户端代码在需要时将Derived 对象视为Base 类型或Derived 类型，尤其是在不使用dynamic_cast 或 static_cast。

这种方法有什么缺点？这是糟糕设计的标志吗？

谢谢。

Answer 1

协变不适用于智能指针，因此协变违反了:

Never transfer ownership by a raw pointer (T*) or reference (T&) C++ 核心指南。有一些技巧可以限制这个问题，但协变值仍然是一个原始指针。

文档中的示例:

X* compute(args)    // don't
{
    X* res = new X{};
    // ...
    return res;
}

这几乎与问题中的代码所做的相同:

virtual Derived *create()
{
    return new Derived;
}

不幸的是，以下对于 shared_ptr 和 unique_ptr 都是非法的:

struct AbstractFactory
{
    virtual std::shared_ptr<Base> create() = 0;
};

struct ConcreteFactory : public AbstractFactory
{
    /*
      <source>:16:38: error: invalid covariant return type for 'virtual std::shared_ptr<Derived> ConcreteFactory::create()'
    */
    virtual std::shared_ptr<Derived> create()
    {
        return std::make_shared<Derived>();
    }
};

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n.m.'s answer展示了一种模拟语言协变的技术，以及一些额外的代码。它有一些潜在的维护成本，因此在决定采用哪种方式之前请考虑到这一点。