А.В. Столяров - Введение в язык Си++ (1114949), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

Относительно студента нас может ин­тересовать код специальности, номер курса и показатель успеваемости(средний балл). Вместе с тем, несомненно, студент — это тоже человек,так что ему присущи и свойства, общие для всех персон: имя, пол игод рождения. Таким образом, мы можем перейти от общего (персона) кчастному (студент), добавив уточняющие сведения, и сделать это можнос помощью механизма наследования. На С и + + это записывается так:stru c t student : person {in t code;86in t y ea r; / / курсf lo a t average;Если теперь описать переменную типа student, она будет иметь все свой­ства структуры person плюс дополнительные поля:student s 1;strcp y (sl.n am e, "John Doe");s i .

sex = ’ m’ ;si,y e a r_ o f_ b irth = 1989;si.c o d e = 51311;s i.y e a r = 2;si.a v e ra g e = 4 .7 5 ;Структура person в данном случае называется базовой или р о д и т е л ь ­ской, а структура student — унаследованной или порож дённой,иногда дочерней. Также употребляются термины «предок» и «потомок»(в данном случае, соответственно, для person и student).name1sexйотзйyear_of_birth1codeyearaverageРис. 4.1.

Унаследованная структура данныхРасположение полей переменной s i в памяти показано на рис. 4.1.Здесь следует заметить, что поля, относящиеся к части структурыstudent, унаследованной от person, располагаются на тех же местах (потем же смещениям относительно начала), где они располагались бы вструктуре person. Получается, что мы можем при необходимости рабо­тать с переменной s i точно так, как если бы она была переменной типа87person, а не типа student (важно понимать, что обратное неверно: вструктуре person отсутствуют поля, которые ожидались бы от структу­ры student).В связи с этим язык С и + + р азр е ш ае т неявное преобразованиеадресов структур типа student в адреса структур типа person, или, вобщем случае, адресов структур-потом ков к адресам структурпредков.

Соответствующие преобразования разрешены как для указа­телей, так и для ссылок. Таким образом, например, возможны такиефрагменты кода:student s i ;person *р ;р = & sl;person &ref = s i ;Если в программе описана функция, принимающая на вход указательили ссылку на объект типа person, ей без каких-либо сложностей можнопередать, соответственно, указатель или ссылку на объект типа student:void f(p erson &pers) {// ...student s i ;}u ...f ( s i ) ; / / корректно!Это свойство предков, потомков и их адресов называется полимор­ф и зм .Если говорить точнее, полиморфизм не сводится только к преобразованиюуказателей и ссылок. Вообще говоря, полиморфизм в зависимости от контекстапонимается либо как способность некоторых объектов выступать в качестве объ­ектов разных типов (в данном случае si выступает и как student, и как person),либо как способность некоторых функций или других операций работать с объек­тами разных типов (в данном случае f О работает как с person, так и с любымиеё потомками, в том числе student).§4.3.

Н аследован и е и методы ; кон структорыи д естр у к то р ыЧаще всего наследование применяется для структур и классов, имею­щих функции-члены (методы). В дальнейшем изложении мы будем опус­кать слово «структура» и говорить только о классах, хотя всё, что будетсказано, может быть применено также и к структурам.Методы, имеющиеся в базовом классе, доступны и для порождённогокласса. Здесь необходимо отметить, что, если не предпринять специаль­ных мер, то методы базового класса не будут ничего знать о том, что88их вызывают для объекта порождённого класса, то есть будут работатьтак же, как и для объектов базового класса; здесь мы имеем описан­ный в предыдущем параграфе эффект полиморфизма в применении кпараметру th is (см. §2.1.2).

Например, если мы сделаем класс «автомо­биль» и предусмотрим для него операцию «заправка бензином», а потомпородим от него класс «грузовик» с дополнительными свойствами, тооперация «заправка бензином» будет доступна и для грузовика, причёмреализация этой операции не будет ничего знать про особенности грузо­виков и будет работать с объектом типа «грузовик» точно так же, как ис объектом типа «автомобиль».Говорят, что о б ъ е к т порож дённого класса я в л я е т с я в полном смыслеслова т а к ж е и о б ъ е к т о м базового класса, в том числе для него доступныи все операции, которые доступны для базового класса. С другой сторо­ны, как видно из рис.

4.1, объект порождённого класса содерж ит в себеобъект базового класса в качестве своей части. Никакого противоречиятут нет, это просто две разные модели восприятия или, если угодно, точ­ки зрения: одна — точка зрения реализации (реализаторская семантика),вторая — точка зрения логики проектирования (пользовательская семан­тика) .Особого упоминания в связи с введением наследования заслужива­ют конструкторы и деструкторы. С какой бы точки зрения мы ни рас­сматривали порождённый объект, очевидно, что в момент его созданиятакже создаётся и объект базового класса, причём неважно, считаем мыего «частью» порождённого объекта или же его «другой ипостасью».

Та­ким же точно образом при уничтожении порождённого объекта исчезаети базовый объект. Следовательно, при создании объекта порождённогокласса должен отработать и конструктор базового класса, а при уничто­жении такого объекта — деструктор базового класса. При этом, очевид­но, в телах конструктора и деструктора порождённого класса должныбыть доступны все части объекта, для которого они вызываются.

Ба­зовый объект, таким образом, должен быть инициализирован раньше, ауничтожен — позже объекта порождённого. Получается, что время суще­ствования объекта класса-наследника в его «базовой» ипостаси как бычуть-чуть больше, чем время существования его же в качестве объектасвоего собственного типа.С деструктором дела обстоят достаточно просто: компилятор снача­ла вызывает тело деструктора порождённого класса, а затем — тело де­структора базового класса.

С конструктором всё тоже могло бы бытьпросто (сначала вызвать тело конструктора базового класса, потом те­ло конструктора класса порождённого), если бы не то обстоятельство,что конструкторы (в общем случае) могут требовать входных парамет­ров. С похожей проблемой мы уже сталкивались при рассмотрении клас­сов, имеющих поля типа класс (см.

§ 2.16). Решается проблема в данном89случае совершенно аналогично: в описании конструктора порождённогокласса между заголовком и телом вставляется список инициализаторов,начинающийся с инициализатора базового класса (обозначаемого в дан­ном случае именем класса) с указанием всех нужных параметров кон­структора. Так, если А — базовый класс, конструктору которого требу­ются два параметра типа in t, В — класс, унаследованный от А, снабжен­ный конструктором по умолчанию и имеющий поле in t i, то описаниеего конструктора может выглядеть так: .В ::В () : А(2, 3 ), 1(4) { / * . . .

* / }где 2 и З - параметры для конструктора базового класса, 4 — начальноезначение поля i.§4.4. Н аследован и е и защ и таВзаимодействие механизма наследования с механизмом защиты дета­лей реализации заслуживает отдельного разговора. Прежде всего отме­тим, что сам факт наследования одного класса от другого может в неко­торых случаях рассматриваться как деталь реализации этого класса и,соответствено, нуждаться в сокрытии от остального кода программы.В связи с этим в С и + + различают наследование открытое (public)и закрытое (private).

Тип наследования указывается в заголовке классанепосредственно перед названием порождаемого класса, например:c la s s В : pu blic А { / * . . . * / } ;илиc la s s С : p riv a te А { / * . . . * / } ;Если в первом случае все свойства класса А (его открытые методы иполя, если такие в нём есть) будут доступны для объектов класса В ото­всюду, то во втором случае — только из методов класса С, а вся остальнаяпрограмма вообще не будет знать, что класс С унаследован от А.Тип наследования можно не указывать, как мы это делали в примерена стр. 86. В этом случае будут действовать умолчания: для структурынаследование по умолчанию открытое (public), для класса — закрытое(private). В реальной жизни потребность в закрытом наследовании воз­никает редко, поэтому при описании наследуемых классов обычно указы­вают слово pu blic, а при описании наследуемых структур не указываютничего, полагаясь на умолчания.Заметим теперь, что для базового класса порождённый класс ничутьне «лучше» всей остальной программы и, как и любой недружественныйфрагмент кода, не должен иметь доступа к деталям реализации класса.90Поэтому, очевидно, закрытые поля и методы базового класса не будутдоступны порождённым классам.

Характеристики

Список файлов книги