лекции (2011), страница 8

Java: class Derived extends Base {

// определение новых членов }

Java использует слово extends для выражения единственного типа наследования, соответствующего публичному наследованию в C++. Java не поддерживает множественное наследование. Классы Java тоже происходят от общего базового класса.

Oberon, Object Pascal, Turbo Pascal:

TYPE Derived = RECORD (Base)

// определение новых членов

END;

Delphi:

TYPE Derived = class (Base)

// определение новых членов

END;

В этих языках при наследовании используется не ключевое слово, а специальный синтаксис - добавление в скобках имени базового класса. Эти языки поддерживают только один тип наследования, который в C++ называется публичным.

Ada: type Base is tagged record

// члены end;

Type Derived is new Base with record

// определение новых членов end;

// новые члены не определяются, используется для добавления новых методов к базовому классу

Type Derived is new Base with null record;

package P is

type Base is tagged private;

………………………………………..

Где-то в конце есть спецификация пакета:

private

type Base is tagged record

….............................................

end P;

Где будем наследовать Base?

Если в этом же пакете, то делаем это так:

type Derived is new Base with private

..............................................................

Если это определение в том же модуле, то структура этого Derived должна быть описана в приватной части пакета.

Но если оба типа описываются в одном модуле, и у типа Base есть приватные члены, даже тогда относительно derived у него нет ничего приватного.

Защищенных членов в Ада и Оберон нет, таким образом, в этих языках всего два вида доступа:

1. публичный

2. приватный – его по большому счету тоже нет, так как в Ада есть дочений пакет.

package P.P1

Это означает, что фактически определяемое в нем как бы приписывается в конец приватной части в конце пакета.

Замечания:

1.В Java, C#, Delphi каждый класс происходит по крайней мере от некоторого базового класса по умолчанию. Этот класс обладает некоторыми основными способностями, доступными всем классам. Этот подход является общим ещё и потому, что так первоначально делалось в Smalltalk. Также любой класс может стать первым в иерархии классов в таких языках, как Оберон, Ада – 95.

2.Единственный язык, поддерживающий множественное наследование из языков, проходимых в курсе ООП – язык С++.

3. Единственный язык, поддерживающий модификацию прав доступа свойств базового класса в производном – язык С++.

Наследование и области видимости имен. Замещение, перегрузка и

скрытие имен при наследовании. Наследование и инкапсуляция. Управление

видимостью и доступом при наследовании.

class Base {

void f();

} ;

class Derived: public Base {

int f;

};

1)перегрузке(overloading) (в одной области действия)

2)скрытии(hiding)

3)переопределении(overriding) (динамическое связывание - рассмотрим чуть – чуть позднее)

Перегрузка функций(! Именно функций, так как не существует перегрузки свойств)

Понятие «перегрузка» означает, что одному имени в одной области видимости может соответствовать несколько определений. В современных языках программирования перегружаться могут только имена подпрограмм, но не типов, переменных, модулей.

Отличие перегрузки от замещения состоит во-первых, в том, что перегрузка обрабатывается статически (на этапе трансляции), в во-вторых, при замещении речь идет о разных областях видимости: базовый класс с объявлением виртуального метода (объемлющая область видимости) и производный класс с замещающим методом (вложенная область видимости).

Скрытие: скрытие происходит при наследовании, в унаследованном классе, если в производном классе есть такое же имя как в базовом.

Для того, чтобы ращличать две этих N, используются ключевые слова super, base, inherited:

super.N;

base.N;

inherited.N;

(Эти слова очень удобны, они позволяют держать в глове имя базового класса)

Переопределение: в переопределении главная роль уделяется виртуальным функциям, собственно в переопределении и заключен весь механизм работы виртуальных функций.

Запрещение наследования для классов и методов.

В С++ нет никаких ограничений с точки зрения наследования, то есть нет никаких языковых методов запретить наследования данного класса.

В Java можно запретить наследование с помощью ключевого слова final. Если это слово стоит перед именем метода, то этот метод не может переопределяться в производных классах. Если же оно стоит перед определением класса, то класс нельзя наследовать.

В C# такую роль играет sealed (там sealed имеет смысл ставить только около виртуальных методов). Sealed может стоять или перед определением, или перед замещением виртуального метода.

Любой сатический класс в C#3.0 запечатан.

Наследование и специальные функции. Понятие о множественном

наследовании.

Как было сказано выше из всех проходимых нами языков, множественное наследование реализовано только в С++, поэтому примеры ниже будут написаны на С++

синтаксис.

class A { ... };

class B { ... };

class C: public A, public B { ... };

Базовый класс не может появиться несколько раз в этом списке явно (ситуация ‘одна база – два раза’). Однако

может возникнуть такая ситуация:

class L { public: int n; ... };

class A: public L { ... };

class B: public L { ... };

class C: public A, public B { ... };

Например, мы напишем: C.c; c.n = 0; Возникает неоднозначность: какую c нам вызвать, ту которая пришла к нам через A, или же ту, которая наследовалась через B. Здесь мы можем уточнить: c.A::n = 5; или c.B::n = 7;. Перед оператором разрешения контекста мы указываем точку, от которой начинается поиск переменной.

Замечание: в других языках тоже существует оператор уточнения (x::N ~ super.N ~ base.N ~ inherited.N)

10. Динамический полиморфизм

Статическое и динамическое связывание методов. Динамический тип

данных и динамическое связывание. Замещение функций и динамическое

связывание. Особенности динамического связывания в современных ЯП.

Виртуальность метода означает динамическое связывание метода при вызове метода через ссылку на объект (базового) класса. Будет вызван метод для объекта, на который в настоящее время указывает ссылка. Этот объект может относиться не к базовому, а к производному классу. если в производном классе метод замещен, то будет вызван не метод из базового класса (как в случае невиртуальных методов), а его заместитель.

Механизм виртуальных функций.

• Если вызываем метод через объект (h.print()), то виртуальность не работает, статическое определение по типу объекта, от которого его вызываем.

• При явном указании класса виртуальность не работает, даже если функция вызвана через указатель, то есть pp->Person::print(); – статическое определение.

С#, Delphi

Виртуальность метода обрывается, если мы не указываем virtual в очередном переопределении.

Ключевое слово override означает, что метод, в объявлении которого оно появляется, является заместителем виртуального метода из базового класса.

ADA 1995

Если есть параметр tегированного типа, для вызова есть специальные типы:

CWT – class wide types – классовый тип

Классовый тип – потенциально бесокнечное множество объектов, включающее все объекты класса Т и все производные объекта.

type T is tagged record …… end

T – класс, Т’ – классовый тип

type A is array (index range <>) of T;

X:A; //-ошибка!

X: A (range L..R); //нормально

X:T’

Тprocedure P (X: T);

T1procedure P (X: T1);

Представим, что существует некоторая глобальная процедура

procedure CALL(A : T); // P(A); -- P(X:T)

procedure CALLV (A : T’class) //P(A);

Тогда:

X: T;

Y:T1;

CALL(X); // - P(T)

CALL(Y); // - P(T)

CALLV(X); // - P(T)

CALLV(Y); // - P(T1)

Если речь идет о вызове классовго типа, то он может быть только динамический.

Оберон -2 отличается от Оберон тем, что в нем есть процедуры и динамическое приведение к типу – по определению аналог виртуальных методов.

Пример

TYPE T RECORD
……………………..

END;

TYPE T1 RECORD(T)
……………………..

END;

PROCEDURE(VAR X: T) P; //виртуаьная функция, Х передается как ссылка

Перекрытия нет, а замещение есть:

PROCEDURE(VAR X: T1) P; //динамическая(виртуальная) функция

VAR X: T;

Y: T1;

X.P; // -------------P(T)

Y.P; // --------------P(T1)

Вызывать таким образом можно лишь процедры, динамически привязанные к типу.

PROCEDURE CALL (VAR A: T); //обычная функция

Если имя функции написано после скобочек – функция виртуальная, если перед ним – то самая обычная.

Достоинства и недостатки динамического связывания. Снятие

динамического связывания. Механизм реализации динамического

связывания на примере языка Си++. Таблица виртуальных методов.

Понятие о мультиметодах.

Вообще говоря, Ада наиболее близко подошла к концепции МУЛЬТИМЕТОДА (метода, связанного по нескольким параметрам). Тем не менее, из соображений эффективности он в ней не реализован.

Мультиметод – это метод, который вызывается в зависимости от динамического типа двух своих ссылок.

CALL_W(X:T’ class, Y: W’ class);

P(X, Y);

Пример использования мультиметодов можно легко привести из компьютерной графики: пересечение объектов – вызываем ту или иную функцию в зависимости от способов пресечения.

Мультиметоды есть, например, в языке CLOS(Common Lisp With Object Systems) – достаточно известный язык в довольно узких кругах.

11. Абстрактные классы и интерфейсы

Понятие абстрактного класса (АК). Необходимость понятия АК при

проектировании иерархий классов. Воплощение концепции АК в

современных ЯП.

Абстрактные классы и интерфейсы. Интерфейс как языковая

конструкция. Связь интерфейсов и других языковых конструкций

(итераторов, сохраняемых объектов и т.д.). Интерфейсы и иерархии классов.

Сами по себе иерархии классов бесполезны, если в них нету динамически связанных методов.

• Если существуют признаки, общие для всех объектов в класса иерархии, то эти признаки целесообразно поместить в базовый класс

• У каждого объекта класса имеется состояние (текущие значения параметров) и поведение (методы класса)

• Некоторая функциональность (особенности поведения), общая для всех классов в иерархии, может быть реализована только при дальнейшей детализации в производных классах.

=> приходим к понятию абстрактного базового класса

В языках Delphi, Оберон-2, TP 5.5, C++, Java, C# имеется языковая поддержка абстрактных классов.

Пример:

Figure – абстрактная фигура

Общие данные – (x,y) – координаты фигуры

Общие методы – Draw(), Move() – не могут быть реализованы для абстрактной фигуры

Что будет если просто не определить витуальную функцию в базовом классе:

Полиморфный класс – класс, в котором есть виртуальные функции (и. следовательно, таблица виртуальных функций)

class X

{

public:

virtual void f(); //Объявлена, но не определена

void g();//Объявлена, но не определена

}

class Y: public X

{

public

virtual void f() {…;}//Замещена

}

….