C++の関数から継承したクラスを返す最も良い方法

Question

私はこのクラス階層をどのように進めるのかアドバイスを探しています。私はC++で構築しています。

基本クラスは行列である：

class Matrix 
{ 
protected: 

    int rows; 
    int columns; 
    double* values; 

public: 

\\lots of stuff goes here. bla di bla di bla. 

    virtual Matrix operator+(const Matrix& addend) const; 

\\etc. 
} 

はSquarematrixマトリックス

class Squarematrix : public Matrix 
{ 
public: 

    Squarematrix operator+(const Squarematrix& addend) const; 

} 

オペレーター+から継承され、それぞれマトリックスまたはsquarematrixを返します。 operator +は仮想関数なので、すべてのクラスで同じ戻り値の型を持たなければならないため、このコンパイルは実行されません。

私のオプションは何ですか？

私は仮想ではなく普通の関数を使うことができました。これは少し面倒ですが、ほとんどの状況で問題を引き起こすことはありません。

すべての場合に行列を返すことができます。これは基本的に私のsquarematrixクラスを、使用する***の右の痛みにするでしょう。私はmatrixからsquarematrixへと絶えずダウンキャストする必要があります。

私は正方行列への参照を返すことができます。その後、マトリックスはヒープ上に格納されなければならず、安全に削除されることを確実にする方法はありません。私はこのような何かあれば特に：

squarematrix a=b+(c+d); 

を

（C + D）は、ヒープ上に格納され、漏洩したことになるので、それへのポインタを持っていません。

仮想関数を保持する方法はありますか？また、戻り値の型は変わりませんか？

あなたはこの状況で何をアドバイスしますか？

ありがとうございました。あなたからの返信を楽しみにしています。

Answer 1

これは戻り型共分散（https://en.wikipedia.org/wiki/Covariant_return_type）として知られています。

古いコンパイラではサポートされていませんでしたが、現在は多くの人がサポートしています。例えば、私のコードはVisual Studio 2017でうまくコンパイルされます。ここでは、C++でのその使用法と制限に関する記事があります：https://aycchen.wordpress.com/2009/08/17/covariant-return-type-in-cpp/。

まだC＃で​​はサポートされていませんが、将来のバージョンで検討されています。 https://github.com/dotnet/csharplang/issues/49を参照してください。

これは新しいバージョンのJavaでもサポートされています。 https://blogs.oracle.com/sundararajan/covariant-return-types-in-javaを参照してください。

実装の問題以外は、多態性言語に追加しない理由はありません。 Javaの実装が不完全でバグが発生する可能性がありますが、エラーが発生する可能性はありません。https://dzone.com/articles/covariant-return-type-abyssalを参照してください。

Answer 2

私が推薦する：

1. はSquarematrixを削除します。
2. コンストラクタをMatrixに追加して正方行列を作成します。
3. 行列が正方行列かどうかの知識がアプリケーションに役立つ場合は、Matrixにメンバー関数を追加してそのクエリに答えます。

---

class Matrix 
{ 
    public: 

     Matrix(int r);  // Construct a square matrix. 
     Matrix(int r, int c); // Construct a rectangular matrix. 

     bool isSquareMatrix() const { return (rows == columns); } 

     Matrix operator+(const Matrix& addend) const; 

    private: 

     int rows; 
     int columns; 
     double* values; 

}