协变返回类型无效

Question

下面是一些有代表性的代码，它们得到了我遇到的错误：

class Data
{
};

class Table
{
  virtual std::vector<Data*> getData() = 0;
  virtual void putData(Data* dataItem) = 0;
  virtual Data* getData(int index) = 0;
};

class DerivedData : Data
{
};

class DerivedTable : Table
{
  std::vector<DerivedData*> getData() { return myData; } // invalid covariant return type
  void putData(DerivedData *dataItem) { myData.push_back(dataItem); }
  virtual DerivedData* getData(int index) { return myData[index]; } // invalid covariant return type

  std::vector<DerivedData*> myData;
};

首先，我不太明白为什么putData的覆盖对参数的改变很满意，但是我不能改变getData的返回类型，尽管我很欣赏这一点，我可以通过更多的阅读来理解这一点。

其次，也是我的主要问题，如何更改此代码才能使其工作。我的基本目标是允许多个类似于表的对象来存储和控制数据对象。虽然每个数据对象将共享一些共同之处，但表将控制和使用一些明显的不同之处。例如，一个表可能有一个具有name参数的数据对象，因此该表将提供一个函数，该函数打印它持有的所有数据的名称列表。这样，我就可以拥有处理所有这些表对象的通用代码，以及只处理一种类型的表的专用代码。

Answer 1

很多事情都是错的：

1. 这两个版本的putData是完全不同的、无关的重载。在C++中，没有用于覆盖虚函数的“逆变参数类型”(即使有，也会反过来！)。将关键字override添加到派生函数以使编译器产生错误。
2. 类模板不按您所想的方式工作。如果template <typename T> class Foo是一个类模板，那么Foo<X>和Foo<Y>是完全不同的、不相关的类，无论X和Y是否以任何方式相关。

正如@Beta所说，你可能只有一个简单的std::vector<std::unique_ptr<Data>>作为你的主要数据结构。但不管怎样，如果你真的需要一些层次结构，这里有一个可能的“解决方案”：

#include <memory>
#include <vector>

struct Data { virtual ~Data() { } };

struct Table
{
    virtual ~Table() { }

    typedef std::unique_ptr<Data> data_ptr;
    typedef std::vector<data_ptr> dataset_type;

    virtual dataset_type & getData() = 0;
    virtual void putData(data_ptr dp) = 0;
    virtual Data & getData(std::size_t n) = 0;
};

class DerivedTable : public Table
{
    dataset_type myData;

public:

    virtual void putData(data_ptr p) override
    {
        myData.push_back(std::move(p));
    }

    Data & getData(std::size_t n) override
    {
        return *myData[n];
    }

    // ...
};

Answer 2

“无效的协变返回类型”实际上是由于您试图更改getData()的返回类型而导致的。虽然返回类型不是函数标识符的一部分，但它仍然受到一些限制。任何覆盖某个基类的方法都应该具有类似的行为。也就是说，虚方法实现将尝试向上转换到Data，以便为从Table* (而不是DerviedTable*)的角度调用getData()的客户端返回一个有效指针。这可以与DerviedTable::getData(int)上下文中的(Data*)myData[index]进行比较。

这正是编译器的困惑之处。

class DerivedData : Data
{
};

这个声明说DervidedData私有继承了Data 。也就是说，DerviedData的任何客户端都不“知道”它实际上是一个Data。这也使得为DerviedData* getData() override生成代码变得不可能，因为从DeviedTable::getData(int)无法向上转换到Data。

为了让这个错误消失，你可以让继承对公共可见：

class DerivedData : public Data
{
};

或者交个朋友

class DerivedData : Data
{
    friend class DerivedTable;
};

尽管这种设计仍然是一个有问题的主题。