C++中返回子类的函数为何不能赋值给父类返回类型函数指针

这个编译错误来自C++类型系统对函数指针的严格匹配要求：普通函数/静态成员函数给函数指针赋值时，函数签名必须完全一致，不存在返回子类就自动兼容返回父类函数指针的隐式转换规则。
你定义的function类型是A (*)(void)，要求指向的函数必须严格返回A类型值，而B::boo的返回值类型是B，二者签名不满足精确匹配要求，编译器就会直接抛出类型不匹配错误。

很多人会误以为子类兼容父类所以返回值也该兼容，其实是把虚函数的协变返回特性套错了场景：
协变返回值是C++专门为虚函数重写设计的规则，适用范围非常窄：

• 仅当派生类重写基类的虚函数时，才允许派生类的重写函数返回基类虚函数返回值的子类指针/引用（注意：值类型不支持协变，必须是指针或引用）
• 这个规则完全不适用于普通函数、静态成员函数的函数指针赋值场景。

合法的协变返回值示例：

class A {
public:
    virtual A* get_instance() { return new A(); }
};

class B : public A {
public:
    // 合法：重写虚函数，返回基类返回指针类型的子类指针，属于协变
    B* get_instance() override { return new B(); }
};

本质是为了避免内存安全问题，保证类型系统严谨性：

• 你当前的代码都是按值返回对象，如果强行让返回B的函数绑定到返回A的函数指针，调用函数时编译器会按照返回A的规则在栈上预留对应大小的内存空间。一旦B的内存占用比A大（比如B有额外的成员变量），返回值写入栈时就会直接越界，造成栈内存损坏，触发未定义行为。
• 即便是返回指针/引用的普通函数，C++标准也没有放开这类隐式转换，从规则层面堵死了隐式类型转换可能带来的意外类型错误。

补充细节：你的示例代码中class B : A是默认的私有继承，这种继承方式下类外根本不认可B和A的is-a关系，哪怕是直接把B对象赋值给A类型变量都会报错，需要写成class B : public A才是公有继承的is-a关系，但即便修改了继承方式，函数指针类型不匹配的核心问题依然存在。

如果需要实现对应的调用逻辑，可以根据需求选下面的方案：

• 增加显式适配层，明确值切割行为：

A boo_adapter() {
    // 这里会显式把返回的B对象切割为A对象，行为是明确可控的
    return B::boo();
}

int main() {
    function f1 = A::foo;
    function f2 = boo_adapter; // 合法
    return 0;
}

• 如果需要保留B的多态特性，可以把函数指针返回值改成基类指针类型，对应函数也返回指针类型，注意管理好对象生命周期即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者2292