Презентация на тему форм наследования в ООП

Формы наследованияПонятие наследованияФормы наследованияПравильные формы наследования1Понятие наследованияНаследование − это такое отношение между классами, когда один класс повторяет структуру и поведение другого класса (одиночное наследование) илидругих (множественное наследование) классовНаличие механизма наследования отличает объектно-ориентированные языки от объектных2Понятие родительского и дочернегоклассовКласс, структура и поведение которого наследуется,называется суперклассом, надклассом, базовым илиродительским классомКласс, производный от суперкласса, называетсяподклассом, производным или дочерним классомMyGraphicsPrimitive2D3MyLineродительскийклассдочерний классФормы наследованияВ подклассе структура и поведение исходногосуперкласса могут дополняться, переопределятьсяили ограничиватьсяИсходя из этого, можно выделить различные формы наследования4Формы наследования(1)Специализация(2) Спецификация(3) Обобщение(4) Расширение(5) Ограничение(6) Конструирование(7) Варьирование5(8) КомбинированиеСпециализацияДочерний класс является более конкретным, частным или специализированным случаем родительского классаДочерний класс удовлетворяет спецификациям родителя во всех существенных моментах, т.е.

егоможно использовать вместо родительского классаПоведение базового класса, в основном, переопределяется6Пример специализацииИмеется класс MyEllipse, который представляет собой эллипс и поддерживает следующие операции:7−MyEllipse(MyPoint, int, int) - инициализация при создании (конструктор)−setPos(MyPoint) - задание позиции на плоскости−move(int, int) - перемещение на заданноесмещение по горизонтали и вертикали−draw() - отрисовка самого себяПример специализацииКласс MyCircle, представляющий собой окружность,может быть порожден как специализация базовогокласса MyEllipse, т.к.

поддерживает те же операции,но переопределяет их реализациюКласс MySquare (квадрат) является специализациейкласса MyRectangle (прямоугольник)MyEllipseспециализация8MyCircleMyRectangleспециализацияMySquareСпецификацияРодительский класс описывает поведение, котороереализуется в дочернем классе, но оставлено нереализованным в родительскомВ таких случаях родительский класс называют абстрактно-специфицированным классом9Пример спецификацииИмеются классы плоскостных графических примитивов − MyLine, MyRectangle, MyTriangle и MyEllipseКлассы должны поддерживать единый набор операций:10−setPos(int, int) - задание позиции на плоскости−move(int, int) - перемещение на заданноесмещение по горизонтали и вертикали−draw() - отрисовка самого себяПример спецификацииЧтобы гарантировать наличие указанных операций,нужно определить обобщенный графический примитив MyGraphicsPrimitive2D, который будет содержать в себе эти операцииНи одна из указанных операций не будет реализована в этом классе, т.к.

их реализация зависит оттипа примитиваКласс MyGraphicsPrimitive2D является абстрактными от него нельзя порождать экземпляры11Пример спецификацииMyGraphicsPrimitive2DспецификацияMyEllipse12MyRectangleMyLineОбобщениеДочерний класс модифицирует и переопределяетнекоторые методы родительского класса с цельюполучения объекта более общей категорииДанная форма наследования противоположна специализации и обычно применяется, когда построение происходит на основе существующих классов,которые мы не хотим или не можем изменять13Пример обобщенияОт класса «список» MyList, который реализует список с возможностью доступа к его голове и хвосту,наследуется класс «контейнер» MyContainer, который реализует произвольный доступ к элементамВ дочернем классе по сравнению с родительскимимеются методы добавления элементов в начало,конец и произвольную позицию контейнера и т.д.MyListобобщение14MyContainerРасширениеДочерний класс добавляет новые функциональныевозможности к родительскому классу, но не меняетнаследуемое поведениеВ отличие от обобщения или специализации прирасширении дочерний класс не переопределяет ниодного метода базового класса, а добавленные методы слабо связаны с существующими методами родителя15Пример расширенияНа основе обобщенного графического примитиваMyGraphicsPrimitive2D в двумерной плоскостиможноопределитьпроизводныйклассMyAreaPrimitive2D, который определяет все примитивы, имеющие площадьПо сравнению с базовым классом в классMyAreaPrimitive2D добавлен метод area(), которыйвозвращает площадь плоскостной фигурыMyGraphicsPrimitive2Dрасширение16MyAreaPrimitive2DОграничениеДочерний класс ограничивает использование некоторых методов родительского классаТак же, как и при обобщении, порождение для ограничения чаще всего возникает, когда, программистстроит класс на основе существующей иерархииклассов, которая не должна или не может быть изменена17Пример ограниченияИмеется класс MyDeque, представляющий собойдвустороннюю очередь (элементы добавляются иизвлекаются с любого конца)На основе классаMyDeque порождается классMyStack, представляющий собой стек, в котором добавление и извлечение элементов осуществляетсятолько из одного конца18Пример ограниченияКласс MyStack должен скрыть методы добавления иизвлечения элементов из другого конца очередиMyDequeограничениеMyStack19Пример ограниченияИмеется класс MyEllipse, который представляет собой эллипс и поддерживает следующие операции:20−MyEllipse(MyPoint, int, int) - инициализация при создании (конструктор)−setPos(MyPoint) - задание позиции на плоскости−setRadius(int, int) - задание радиусов−draw() - отрисовка самого себяПример ограниченияКласс MyCircle, представляющий собой окружность,должен ограничить базовый класс MyEllipse, т.к.

длянего не применим метод setRadius(int, int)MyEllipseограничениеMyCircle21КонструированиеДочерний класс использует методы, предопределяемые родительским классомМежду дочерним и родительским классами отсутствует отношение «is-a» или «быть экземпляром»,т.е. дочерний класс не является более специализированной формой родительского класса22КонструированиеОбычно для реализации такой формы наследованияиспользуется механизм закрытого наследованияДочерний класс часто изменяет не только именаметодов базового класса, но и аргументы23Пример конструированияКласс олимпийских колец MyOlimpicRings наследуется от класса MyCircleКласс MyOlimpicRings для собственной отрисовкииспользует операции базового класса move(int,int) и draw()MyCircleконструированиеMyOlimpicRings24ВарьированиеВарьирование наблюдается, когда два класса имеютсходную реализацию и находятся примерно на одном уровне иерархии, т.е.

являются частными случаями более общего понятия25Пример варьированияИмеется класс MySlider, который представляет собой элемент управления «бегунок»На его основе можно породить класс MyDial, представляющий собой «циферблат». Этот класс вомногом схож с MySlider, т.к. по своей сути является«круговым бегунком»MySliderварьированиеMyDial26Пример избавления от варьированияОднако лучшей альтернативой является выделениеобщего кода в абстрактный класс, например,MyAbstractSlider, и порождение обоих классов отэтого общего предкаТакой путь может быть недоступен при доработкеуже существующего классаMyAbstractSliderспецификация27MySliderMyDialКомбинированиеДочерний класс наследует черты более чем одногородительского классаДля комбинирования классов используется механизм множественного наследования28Пример комбинированияИмеется класс MyWidget, который обеспечивает базовое поведение всех элементов управленияИмеется класс MyTimer, представляющий собойтаймер29Пример комбинированияДля реализации виджета «секундомер» создаетсякласс MyStopWatch, который наследует поведениесразу двух базовых классовПри таком подходе класс MyStopWatch можно использовать и как элемент управления, и как таймер("играет" сразу две роли)MyWidgetMyTimerкомбинирование30MyStopWatchПравильные формы наследования(подход "is-a")К правильным формам относятся только те, в которых между дочерним и родительским классом возникает отношение "is-a" или "быть экземпляром"или "обобщение−специализация", т.е.

дочернийкласс является частным случаем своего предка"Лакмусовая бумажка" наследования − это обратнаяпроверка: если B не есть A, то B не стоит производить от A31Примеры правильных формнаследования (подход "is-a")Утверждение «прямоугольник не есть частный случай квадрата» верно, поэтому класс MyRectangle недолжен наследоваться от MySquareУтверждение «окружность не есть частный случайэллипса» неверно, поэтому класс MyCircle долженнаследоваться от MyEllipseУтверждение «олимпийские кольца не есть частныйслучайокружности»верно,поэтомуклассMyOlimpicRings не должен наследоваться отMyCircle32Правильные формы наследования(подход "is-a")(1)Специализация(2) Спецификация(3) Расширение (в большинстве случаев)(4) Ограничение (иногда)(5) Комбинирование (иногда)33Правильные формы наследования(подход "тип−подтип")Форму наследования можно считать правильной,если между суперклассом и подклассом имеется отношение "тип−подтип" ,т.е.

выполняется принципподстановкиПринцип подстановки: говорят, что тип B являетсяподтипом A, если мы можем в любой ситуацииподставить экземпляр класса B вместо экземпляракласса A без каких-либо видимых изменений в пове34 денииПравильные формы наследования(подход "тип−подтип")Для того чтобы класс B был подтипом класса A, ондолжен иметь схожее поведение с классом A во всехсущественных моментахСхожее поведение означает, что класс B долженподдерживать тот же набор методов, что и класс A,при этом семантика реализуемых методов должнабыть сопоставима35Примеры правильных форм наследования(подход "тип−подтип")В любом месте программы вместо классаMyGraphicsPrimitive2D, представляющего собойобобщенный графический примитив на плоскости,можноподставитьклассыMyLine(линия),MyRectangle (прямоугольник) и MyEllipse (эллипс)MyGraphicsPrimitive2Dтип-подтипMyEllipse36MyRectangleMyLineПравильные формы наследования(подход "тип−подтип")(1)Специализация(2) Спецификация(3) Обобщение(4) Расширение(5) Конструирование (очень редко)(6) Варьирование (иногда)(7) Комбинирование37"Абсолютно" правильные формынаследования(1)Специализация(2) Спецификация(3) Расширение - если производный класс естьчастный случай базового(4) Комбинирование - если производный класс естьчастный случай базовых и является подтипомбазовых типов38"Допустимые" формы наследованияЕсли используется готовая библиотека классов, тодопустимы следующие формы наследования:(1)Обобщение(2) Ограничение(3) Варьирование(4) Комбинирование - если производный класс неявляется частным случаем базовых39"Недопустимые" формы наследования• Конструирование всегда является недопустимойформой наследования и всегда может быть заменено на отношение агрегации или использованиямежду классами40Пример различных форм наследованияMyGraphicsPrimitive2DрасширениеспецификацияMyAreaPrimitive2DспецификацияMyEllipseспецификацияMyRectangleспециализацияMyCircle41специализацияMySquareMyLine.