c++多态性测试代码中遇到了类型限定符不兼容

Question

编程菜鸟，在学习c++多态性的过程中，写了这样的测试代码，这里会有类型限定符不兼容。
当我在抽象基类的函数声明后添加上const后，就不会出现类型不兼容，这是为什么？

Answer 1

const限定的變數以及其引用只能呼叫const限定的成員函數
const限定代表變數的值不會改變，而要想不改變變數的值則只能呼叫const修飾的成員函數

Answer 2

你的問題其實與多態無關，要解答你這個問題需要兩個方面的知識點。

1. 成員函數的this指標

首先，類別的成員函數內要存取類別的成員，需要透過this指標存取（名稱不衝突時可省略），透過一個物件呼叫成員函數的時候會將物件本身透過this指標傳遞給成員函數。例如：

class A {
public:
    explicit A(int xx = 0) : x(xx) {}
    int get() { return x; }
    void set(int xx) { x = xx; }
private:
    int x;
};

int main() {
    A a;
    a.set(10);  // a.x = 10
    int i = a.get();  // i = 10
}

為什麼我能在a.get()函數裡存取物件a的成員x？就是透過這個this指針。在透過a呼叫a.get()的時候，編譯器會把物件a的位址賦值給this指針，這裡的this指標的型別是A *const。而在get()函數內，return x;這個語句其實相當於return this->x;，這樣我們就能夠透過a.get()來存取物件a的成員x了。

同理，為什麼a.set(10);能夠把物件a的成員x賦值成10？也是透過this指針。 x = xx;就相當於this->x = xx;。

以上兩種情況下，由於x的解析不可能出現歧義，所以this指標可以省略。但是，如果我想在成員函數set的參數裡使用與成員x相同的變數名稱該怎麼辦？依然透過this指針進行區分。我們可以把成員函數set的定義修改如下：

A::void set(int x) { this->x = x; }

這裡的this指標就不能省略了，否則的話，寫成x = x;就會出現歧義，編譯器無法解析x到底是函數的參數還是物件的成員。

2. const成員函數

考慮一個情況，在前面的例子中，我們的對象a是一個非常量對象，如果我們想使用類別A聲明一個常數對象怎麼辦？例如

int main() {
    const int ci = 10;
    int i = ci;
    const A ca(5);  // ca.x = 5
    int j = ca.get();  // 编译错误
}

對於內建類型，可以直接定義常數ci，並且使用它的值。那對於我們自己定義的類別A，我們也可以用相同的方法定義常數ca，透過ca.get()取得物件a的成員x的值。

但是，在使用成員函數取得它的資料成員x的值的時候，我們實際上仍然透過this指標來存取成員x，問題是，此時this指標不是const A *const型，而是A *const類型。我們知道，不可以透過非常量的指標來存取常數的內容，即

const int ci = 5;
int *p = &ci;         // 错误
const int *cp = &ci;  // 正确

那麼如何透過this指標來存取成員x呢？我們需要想個辦法讓this指標變成const A *const型。辦法就是，在類別的成員函數宣告末尾加上const關鍵字，這樣就表示該成員函數是 const成員函數，而函數內this指標是常數型別。舉例來說，我們可以重載get()方法：

int A::get() const { return x; }

此時，

int j = ca.get();  // j = 5

就會正常運作了。

應用

具體到你的問題來說，

當我在抽象基底類別的函數宣告後面加上const後，就不會出現型別不相容，這是為什麼？

在store_file()函數內，其參數img_file是一個常數參考類型，想要透過一個常數物件呼叫成員函數，就需要這個物件的成員函數的this指標也是常數型別。

當你在抽象基底類別的get_file_name()函數宣告後面加上const以後，這個函數內的this指標就從Image_file *const型別變成了const Image_file *const型，此時return file_name + std::string(".gif");裡的成員file_name是透過常數類型的this指標呼叫的。從而滿足了上述要求。

Answer 3

const物件只能呼叫const成員函數