c++ - 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，该函数的返回值数据类型应与基类函数相同。

但是如果你返回的指针或值属于继承自原函数返回值类的类，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

重写 Derived 类中的 clone() 函数返回指向堆上同一对象拷贝的指针。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 或在基类中创建 virtual ID() 来向下转换返回值以获得预期的效果。

我的问题:为什么多态在第一种情况下不起作用

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

as clone() 应该从 Derived 类返回一个指向对象的指针，因此返回 Derived 的 ID() 函数 类不是 Base 类，但在这种情况下，我有 Base 类的 ID() 函数？

Answer 1

多态性在这种情况下正常工作。当您期望 Derived class 时代码打印 Base class 的原因是因为 ID() 方法不是 virtual.

为了理解发生了什么，您必须像编译器一样查看代码。在您的示例中， bp 是指向 Derived 实例的指针，但它在代码中被键入为 Base * 因此编译器看到一个 基础*。当编译器稍后在代码中看到 bp->clone() 它知道 Base 类的 clone() 方法返回一个 基础*。最后，当编译器到达 ->ID() 方法调用时，它查看 Base 类定义并看到一个非虚方法，因此它确保在运行时，Base::ID() 方法在该位置被调用。

如果您想要多态行为，请为两个 ID() 方法添加 virtual 关键字。您还可以添加 override Derived::ID() 上的关键字，如果您使用 C++2011 兼容的编译器。