C++ 使用纯虚函数实例化抽象类的子类

Question

我有一个抽象类，例如Animal。 Animal 有一个纯虚函数eat，每个动物如果不想饿死就必须执行这个函数。我确保只有 Animal 的 child 可以通过这种方式实例化:

动物.hpp

class Animal
{

public:

    enum eAnimal{
        CAT=0,
        DOG=1,
        BIRD=2
    };

    // Instantiates the desired animal.
    static Animal GetAnimal(const int animal);

    virtual void Eat() const = 0;

protected:

    Animal();
};

动物.cpp

Animal Animal::GetAnimal(const int animal)
{
    switch(animal)
    {
    case CAT:
        return Cat();
    case DOG:
        return Dog();
    case BIRD:
        return Bird();
    default:
        cerr << "Animal not recognized." << endl;
        exit(-1);
    }
}

Animal::Animal()
{}

有了这个，猫将是:

猫.hpp

class Cat : public Animal
{

public:

    Cat();

    void Eat() const;
};

猫.cpp

Cat::Cat() : Animal()
{}

void Cat::Eat() const
{
    // The cat eats.
}

但是这段代码不起作用，它在 GetAnimal 中得到一个错误invalid abstract return type 'Animal'，因为 Animal 是抽象的并且不能被实例化，尽管我的 API 确保它不会。

这个问题可能有哪些聪明的解决方案？我可以做函数 Eat not pure 并给它一个默认实现，但我不想这样做。

Answer 1

Animal Animal::GetAnimal(const int animal)
{
    switch(animal)
    {
    case CAT:
        return Cat();
    case DOG:
        return Dog();
    case BIRD:
        return Bird();
    default:
        cerr << "Animal not recognized." << endl;
        exit(-1);
    }
}

你说 GetAnimal 应该返回一个 Animal 对象，这不是继承的工作方式，继承主要通过指针工作。当您尝试返回某个类型的对象时，编译器必须隐式地创建一个 Animal 对象，但这是不允许的，因为 Animal 是一个抽象类。即使您将eat() 设为仅虚拟，您仍然会得到object slicing。问题。

您可以让它返回一个Animal* 并在您使用它之后释放结果:

Animal* Animal::GetAnimal(const int animal)
{
    switch(animal)
    {
    case CAT:
        return new Cat();
    case DOG:
        return new Dog();
    case BIRD:
        return new Bird();
    default:
        cerr << "Animal not recognized." << endl;
        exit(-1);
    }
}

来电者:

Dog* myDog = GetAnimal(DOG);

//somewhere later when you dont need myDog anymore..(don't forget this!)
delete myDog;

但是如果你可以访问 C++11 或更高版本，我建议使用智能指针而不是原始指针来让指针自行释放:

#include <memory>
std::unique_ptr<Animal> Animal::GetAnimal(const int animal)
{
    switch(animal)
    {
    case CAT:
        return std::make_unique<Cat>();
    case DOG:
        return std::make_unique<Dog>();
    case BIRD:
        return std::make_unique<Bird>();
    default:
        cerr << "Animal not recognized." << endl;
        exit(-1);
    }
}

来电者:

auto dog = GetAnimal(DOG);
//no explicit delete required.