多態性與抽象類（C++）

Question

這是我的代碼：

#include <cstdlib> 
#include <vector> 
#include <iostream> 
#include <cstring> 

using namespace std; 
//abstract class 
class GMatrix { 
    string name; 
    int nrows; 
    int ncols; 
public: 
    GMatrix(const string & n, int nr, int nc); 
    virtual GMatrix& add(const GMatrix&)= 0; 
}; 

class RMatrix : public GMatrix { 
    vector<int>numbers; 
public: 
    RMatrix(const string & n, int nr, int nc, vector<int> nums); 
    RMatrix& add(const RMatrix&); 
}; 

GMatrix::GMatrix(const string& n, int nr, int nc){ 
    name=n; 
    nrows=nr; 
    ncols=nc; 
} 

RMatrix::RMatrix(const string & n,int nr, int nc, vector<int> nums):GMatrix(n,nr,nc){ 
    numbers=numbers; 
} 

RMatrix& RMatrix::add(const RMatrix& x){ 
    for(int i =0; i = numbers.size(); i++){ 
     numbers.at(i)+=x.numbers.at(i); 
    } 
} 

int main(int argc, char** argv) { 
    vector<int> n; 
    for (int i = 0; i < 16 ; i++){ 
     n.push_back(i); 
    } 

    RMatrix a("a",4,4,n); 
    return 0; 
} 

正如你看到的，我的程序包括兩個類，一個（父類）的是在這裏抽象這樣的方法沒有的功能和一個孩子類。我的問題是，這個代碼無法建立。我嘗試創建一個對象作爲RMatrix對象，但編譯器顯示這樣的錯誤，我不明白：

main.cpp:48:13: error: cannot declare variable ‘a’ to be of abstract type ‘RMatrix’ 
main.cpp:18:7: note: because the following virtual functions are pure within ‘RMatrix’: 
main.cpp:15:23: note: virtual GMatrix& GMatrix::add(const GMatrix&) 

Answer 1

問題是RMatrix的add成員函數與GMatrix中的純虛函數add函數的簽名不匹配。

你需要的是

GMatrix & RMatrix::add(const GMatrix &) 

，但你有什麼是

RMatrix & RMatrix::add(const RMatrix &) 

你有沒有簽名概念相匹配的功能（如，本款對一般OOP，不只是C++），因爲儘管所有的RMatrix都是GMatrixs，但並不是所有的GMatrix都是RMatrixs。這意味着如果有人做類似的創建類GMatrix，然後創建FooMatrix和RMatrix的實例並使用GMatrix引用來訪問它們，他們將不能使用RMatrix& RMatrix::add(const RMatrix&)方法添加這兩個矩陣，即使GMatrix指定具體子類實現的add方法必須能夠使用任何GMatrix來調用。

Answer 2

RMatrix也是一個抽象類，因爲你還沒有實現的

virtual GMatrix& add(const GMatrix&)= 0; 

方法。在RMatrix中，此方法仍然是純虛擬的。這就是爲什麼你不能構造一個對象。

Answer 3

你打破了Liskov的替代原則。您的派生類型不能用於代替基數，因爲您可以將添加到任何GMatrix到基數，但只有RMatrix到派生類型。

在派生類型的add成員函數是不被所述基類型相同的名稱的成員函數的覆蓋。

Answer 4

方法

RMatrix& RMatrix::add(const RMatrix&); 

不會覆蓋

virtual GMatrix& GMatrix::add(const GMatrix&)= 0; 

因爲GMatrix::add是純虛所以代碼失敗。您可以添加{}來解決問題（順便說一下，看起來您根本不需要GMatrix::add ...）：

class GMatrix { 
    string name; 
    int nrows; 
    int ncols; 
public: 
    GMatrix(const string & n, int nr, int nc); 
    virtual GMatrix& add(const GMatrix&){} 
}; 

class RMatrix : public GMatrix { 
    vector<int>numbers; 
public: 
    RMatrix(const string & n, int nr, int nc, vector<int> nums); 
    RMatrix& add(const RMatrix&); 
}; 

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