c++ - 不允许用返回非常量引用的方法覆盖返回常量引用的虚方法

Question

以下代码编译:

struct Ret {};

struct A
{
    virtual const Ret& fun() = 0; 
};

struct B : public A
{
    Ret& fun() override
    {
        static Ret ret;
        return ret;
    }
};

int main()
{
    B b;
}

如何在编译期间禁止使用不同的 const 说明符作为返回类型的覆盖方法返回引用？
提前致谢。

Answer 1

以下所有标准引用均指N4659: March 2017 post-Kona working draft/C++17 DIS .

派生函数的返回类型需要与它覆盖的函数的返回类型协变，反之则不然
由 [class.virtual]/7 管理[提取，重点矿]:

The return type of an overriding function shall be either identicalto the return type of the overridden function or covariant with theclasses of the functions. If a function D​::​f overrides afunction B​::​f, the return types of the functions are covariant ifthey satisfy the following criteria:

• [...]
• (7.3) both pointers or references have the same cv-qualification and the class type in the return type of D​::​f has the samecv-qualification as or less cv-qualification than the class type inthe return type of B​::​f.

使得下面的程序是格式良好的

struct Ret {};

struct A {
    virtual const Ret& fun() = 0;
};

struct B : public A {
    Ret& fun() override { /* ... */ }
};

int main() {}

我们可能会注意到 A::fun 的多态用法底层接口(interface) B object 将强制接口(interface)的返回类型为常量，而以下程序格式错误:

struct Ret {};

struct A {
    virtual Ret& fun() = 0;
};

struct B : public A {
    const Ret& fun() override { /* ... */ }
};

int main() { }

附带以下指导性编译器错误消息(Clang)

error: return type of virtual function 'fun' is 
       not covariant with the return type of the 
       function it overrides

这个要求很自然，因为我们可能注意到，如果接口(interface) A将允许多态调用非常量 Ret& -返回 fun()即使派生对象将重载实现为返回 const Ret& ，那么我们就有办法修改 const对象(通过多态)，这是未定义的行为。

有自然的变通方法(例如，用 Curiosly Recurring Template Pattern 替换动态多态性，以及在注入(inject)基础的派生类型上的 constness 断言)，但可以说这些似乎都解决了 an XY problem。并且可能实现只会增加代码复杂性而没有任何明显 yield 的模式。