Наследование

Наследование – это принцип ООП, посредством которого на базе существующих классов создаются новые классы, получающие по наследству от базовых классов свойства и методы. Наследование позволяет существенно экономить программный код.

Созданные с использованием механизма наследования новые классы называются классами-наследниками или классами-потомками.

//Объявление базового класса

class A

{

… //Члены класса A

};

//Объявление класса-наследника

class B: public A

{

… //Собственные члены класса B

};

Новые классы наследуют только те свойства и методы, которые объявлены в разделах public и protected базовых классов. При этом свойства и методы из раздела protected доступны только базовому классу и его наследникам, тогда как свойства и методы из раздела public доступны объектам любого класса (рис. 17.1). Исключением из этого правила являются конструкторы и деструкторы, которые не наследуются.

Рис. 17.1. Уровни доступа к членам класса

В состав класса B входят собственные члены и члены класса A из разделов public и protected.

Рассмотрим пример наследования, в качестве базового класса возьмем класс person, характеризующий любого человека, и включим в раздел protected свойство класса name – имя человека:

class person

{

protected:

char name[20];

};

Создадим на основе класса person класс-наследник student:

class student: public person

{

char department[20]; // факультет

public:

student(char* _name, char* _department);

void message();

};

//Конструктор

student:: student(char* _name, char* _department)

{

strcpy(name, _name);

strcpy(department, _department);

}

//message – метод, сообщающий сведения об объекте

void student:: message()

{

cout < < " My name is " < < name < < ". I study at " < < department < < endl;

}

Как видно, методы класса student используют как собственное свойство, так и свойство, полученное по наследству.

Создание объекта класса student и вызов его метода ничем не отличаются от того, как это делается для класса без наследования:

int main(void)

{

student N(" Nick", " SS, SK, VT");

N.message();

return 0;

}

Во время выполнения такой программы на экране появляется сообщение:

My name is Nick. I study at SS, SK, VT.

Теперь рассмотрим наследование методов базового класса, включим в базовый класс конструктор, инициализирующий собственное свойство базового класса значением " Noname", и метод message, сообщающий информацию о классе:

class person

{

protected:

char name[20];

public:

person();

void message();

};

person:: person()

{

strcpy(name, " Noname");

}

void person:: message()

{

cout < < " My name is " < < name < < endl;

}

Таким образом, в класс-наследник student теперь включены два метода message, имеющие одинаковый тип и одинаковый список параметров – один из базового класса, другой – собственный. Собственный метод доступен через имя объекта. Однако можно получить доступ к унаследованному методу, если использовать для доступа к методу указатель соответствующего типа – указатель на базовый класс:

int main(void)

{

person A;

student B(" Ann", " SS, SK, VT");

A.message();

B.message();

person* pperson = & B;

pperson-> message();

student* pstudent = & B;

pstudent-> message();

return 0;

}

На экране увидим сообщения:

Noname Сообщение об= объекте A

Ann SS, SK, VT Сообщение об объекте B (используется

собственный метод message)

Ann Сообщение об объекте B (используется

метод message, полученный по наследству)

Ann SS, SK, VT Сообщение об объекте B (используется

собственный метод message)

В С++ можно избежать получения по наследству метода, если метод с таким же именем включен в класс-потомок, для этого используется механизм виртуальных функций.

Виртуальная функция - это функция, объявленная в базовом классе с помощью ключевого слова virtual, такая функция в классах-потомках замещается на функцию, принадлежащую производному классу и имеющую то же имя:

class person

{

protected:

char name[20];

public:

person();

virtual void message();

};

Теперь результатом выполнения программы будут следующие сообщения:

Noname Сообщение об объекте A

Ann SS, SK, VT Сообщение об объекте B (используется

собственный метод message)

Ann SS, SK, VT Сообщение об объекте B (используется

собственный метод message)

Ann SS, SK, VT Сообщение об объекте B (используется

собственный метод message)

С помощью виртуальных функций можно создать класс-наследник, имеющий тот же интерфейс, что и базовый класс, но обладающий своей собственной моделью поведения. Механизм виртуальных функций реализуется следующим образом: обычно обработка вызовов функций выполняется на этапе компиляции и завершается на этапе редактирования связей, когда вызов метода жестко связывается с соответствующей функцией (раннее связывание); если метод объявлен как виртуальный, выполняется так называемое позднее связывание, т. е. связывание вызова и функции во время выполнения программы.