禁止使用返回非const引用的方法覆盖返回const引用的虚拟方法

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;
}

在编译期间，如何禁止使用不同的const说明符覆盖方法返回的引用，以用于返回类型？

谢谢。

Answer 1

_{以下所有标准参考文献均引用N4659: March 2017 post-Kona working draft/C++17 DIS。}

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派生函数的返回类型必须与其重写的函数的返回类型协变，但反之则不必

受[class.virtual]/7的约束[摘录，强调我的]：

覆盖函数的返回类型应或相同 到覆盖函数的返回类型或 covariant 与 函数的类。如果函数D​::​f覆盖了 函数B​::​f，如果以下情况，则函数的返回类型是协变的 它们满足以下条件：

• [...]
• （7.3）指针或引用具有相同的cv限定，并且返回类型D​::​f中的类类型具有相同的 cv-qualification小于或等于类别中的类类型 返回类型B​::​f。

使以下程序格式正确

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，底层A::fun对象的B接口的多态用法将强制该接口的返回类型保持不变，而以下程序格式不正确：

struct Ret {};

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

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

int main() { }

随附以下说明性编译器错误消息（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，因为我们可能会注意到，如果接口A if 可以多态调用非常量Ret&并返回fun()，即使派生对象通过返回const Ret&来实现重载，那么我们将有一种方法（通过多态性）修改const对象，这是未定义的行为。

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有自然的解决方法（例如，将Curiosly Recurring Template Pattern和动态性多态性替换为注入基注入的派生类型中的常量声明），但这些方法似乎都可以解决an XY problem并可能实现模式只会增加代码的复杂性而没有任何明显的收获。