跟我学C++中级篇——协变的应用

一、协变的应用条件

前方已经分析过，逆变在C++应用受限非常大，而且应用也比较少，所以这里就只分析一下协变。在前面分析了协变和逆变的技术细节，今天分析一下它的应用。首先看一下它的应用条件，其实在前面的文章中已经分散在各个地方说明了，这里再总结一下：
1、必须是在有继承关系的类中才可以使用
2、必须是向抽象转换即子类对象可以替代父类对象即C++中必须是指针或引用
3、如果用在返回类型协变上，必须是虚拟函数即多态应用的重写函数
4、如果用在返回类型协变上，返回类型必须有继承关系
注意：如无特殊说明，本文的对象指的就是指针或引用。

二、协变的应用场景

在分析了其限制条件后，看一下其应用的场景：
1、类似工厂模式的设计场景
可以根据实际情况返回适当的子类对象而非以前必须返回父类对象，避免或减少父子类对象的转换
2、模板应用
正如前面文章提到的，将子类的应用最大化，在模板的开发中，可以更好的确定性的应用对象类型并更好的发挥多态的效果
3、继承下的扩展
协变可以更好的保持继承下的数据类型的准确性，从而安全的进行子类型的处理，进而达到方便扩展的目的
4、继承类型数据的处理
这种是协变的最典型的应用场景，比如父对象的指针可以指向子对象。

三、协变的问题

协变在C++中其实受限还是比较多的，同时协变也会引起一些运行上的问题，需要开发者引起注意 ：
1、效率的问题
只要有转换的过程，就会有效率的损失（包括内存的开销），即使在最好的情况下，也只可能是相等。同时返回类型协变是在虚拟函数下进行的，而这一定会有效率的损失。
2、代码的可维护性问题
由于使用了协变，使得代码的可读性下降，进而导致维护成本的增加
3、与CRTP的不致问题
这个一般开发者可以忽略，毕竟使用协变的少，使用CRTP的更少。二者在一起的更少之又少。

四、协变使用的原则

针对上面的问题，对协变的应用有几个原则：
1、尽量不在复杂场景下应用协变，特别是返回值协变
2、尽量不综合应用协变，即或者只用数据类型的协变或者只用返回值类型的协变
3、协变处进行清晰的注释

五、总结

其实C++中使用协变的场景应用本来就不多，所以很多开发者应也不用有什么太多的想法。抓住本质，有真实应用的场景的时候儿认真去做就不有问题。再说，即使有问题，反而是好事，可以更好的增加对协变的理解程度。这就是所谓的塞翁失马！