C++返回一个对象抛出一个接口

Question

我想设计一个通用接口，它有一个方法，可以让我将两个具有该接口的对象相乘，并返回一个同一类的新对象作为结果。为了简单起见，我将只关注一个实现该接口的类。 问题：我的问题是返回的对象。 让我们看看：

拥有接口之前的目标：

class C {
  public:
  int get() { return v; }
  void set(int value) { v = value; }
  C operator * (C &l) {
    C r;
    r.set(get() * l.get());
    return r;
  }

  private:
  int v;
};

在这种情况下，operator* 方法返回 C 类型的对象，但不是引用（请记住这一点）。它利用了返回值优化。 现在，让我们来解决这个问题： 在这种情况下，我想设计一个接口：

struct I {
  virtual int get() = 0;
  virtual void set(int value) = 0;
  virtual I& operator * (I &l) = 0;
};

在这种情况下，我不能将返回类型 I （按值）用于operator* 方法，因为 I 是抽象的。好的，让我们讨论问题：

class C : public I {
  public:
  int get() { return v; }
  void set(int value) { v = value; }
  I& operator * (I &l) {
    C r;
    r.set(get() * l.get());
    return r; //  warning: reference to local variable ‘r’ returned
  }

  private:
  int v;
};

这里的问题是我正在返回对局部变量的引用。

我怎样才能以正确的方式做到这一点，而不使用动态分配？

提前致谢。

Answer 1

如果不使用动态分配，就无法以这种多态方式做到这一点。

您确定乘法以多态方式确实有意义吗？如果是这样，您将必须返回动态分配的指针并管理其生命周期（可能使用智能指针）。但在这种情况下，它不符合正常的语义 if operator* 因此您应该创建一个特殊的函数来完成这项工作。

另请注意，您有一些不符合 C++ 习惯的怪癖。 get 应该是一个 const 方法，operator* 的参数应该是 const 引用或值（没有人希望 operator* 修改一个其操作数，因为这违反了最小意外原则）。通常，operator* 按值返回其结果，以防止在运算符不按值返回时混淆谁拥有任何已分配的返回内存。

Answer 2

返回指向动态分配对象 (I*) 的指针，或按值返回 C。

返回引用是可能的，但它会令人困惑，因此不要执行以下操作：

virtual I &operator*(I &l) {
    C *r = new C();
    r->set(get() * l.get());
    return *r; //  warning: reference to local variable ‘r’ returned
}

这里的问题是，虽然返回值看起来像一个值，但它仍然必须使用不寻常的语法delete &r;进行删除

Answer 3

我相信在这种情况下您应该使用 operator*= 而不是 operator* 。

在operator*=中，你返回一个对*this的引用，它不是一个局部变量，所以返回是可以的。

在 operator* 情况下，它应该是 const 并且您需要按值返回（好吧，该语言并没有强迫您这样做，但是如果您正在进行乘法，它很可能是最重要的）明智的做法）。我不确定如何使这样的东西与虚拟函数一起工作，我通常会使用模板（尽管使用这种方法会损失运行时多态性）。

Answer 4

编辑：你想要的是可能的......但是这是一个非常糟糕的主意。

不分配内存的要求是完全不可能的。乘法需要创建一个新对象（根据定义），并且需要在堆上创建一个多态对象（如果您想避免切片并通过接口引用它）。

但是，如果您仍然想使用多态 a,b,c 编写 I* result = a*b*c ，您可以通过使用代理对象并使用一些隐式方法来完成此操作铸造..

您可以创建一个代理对象，并抛出一些隐式铸造：

   struct Iref {
      I* ref;
      Iref(I* aref):ref(aref){};
      operator I*() { return ref; }   
      Iref operator * (I& b);
      Iref operator * (Iref b);
      Iref operator * (I* b);
   };

使用此代理和适当编写的方法，您最终可以得到：

int main()
{
  C a(1), b(2), c(3);
  I* result = a*b*c;
  return 0;
}

剩下的问题是固有的内存泄漏。要么在应用程序中使用垃圾收集器。我对这些没有经验，我只知道这是可能的。或者让代理对象处理内存释放。

这个相当复杂的技巧应该表明operator*和多态性一起不是一个好主意。还有其他问题，就像多态性一样，您最终可能会得到具有不同结果的 a * b 和 b * a 。

Answer 5

1 - 您不能返回类型为“I”（抽象类型）的对象实例
2 - 如果您想返回一个对象，而不是指针，您应该使用普通返回类型（'C'）。其他方式：使“I”不抽象并返回“I”。
3 - 推荐的方式：仅返回 I* 并且不要忘记稍后删除该对象。