Представление о наследовании

Наследование представляет собой способность производного класса наследовать характеристики существующего базового класса. Простыми словами это означает, что, если у вас есть класс, чьи элементы данных или функции-элементы могут быть использованы новым классом, вы можете построить этот новый класс в терминах существующего (или базового) класса. Новый класс в свою очередь будет наследовать элементы (характеристики) существующего класса. Использование наследования для построения новых классов сэкономит вам значительное время и силы на программирование. Объектно-ориентированное программирование широко использует наследование, позволяя вашей программе строить сложные объекты из небольших легко управляемых объектов.

Второй пример

Предположим, например, что вы используете следующий базовый класс book внутри существующей программы:

class book

{
public:
book (char *, char *, int);
void show_book(void);
private:
char title[64];
char author[б 4];
int pages;
};

Далее предположим, что программе требуется создать класс library_card, который будет добавлять следующие элементы данных в класс book:

char catalog[64];
int checked_out; // 1, если проверена, иначе О

Ваша программа может использовать наследование, чтобы породить класс library _card из класса book, как показано ниже:

class library_card: public book

{
public:
library_card(char *, char *, int, char *, int);
void show_card(void);
private:
char catalog[64];
int checked_out;
};

Следующая программа BOOKCARD.CPP порождает класс library_card из клacca book:

#include <iostream.h>

#include <string.h>

class book

{
public:
book(char *, char *, int);
void show_book(void);
private:
char title [64];
char author[64];
int pages;
};

book::book(char •title, char *author, int pages)

{
strcpy(book::title, title);
strcpy(book::author, author);
book::pages = pages;
}

void book::show_book(void)

{
cout << "Название: " << title << endl;
cout << "Автор: " << author << endl;
cout << "Страниц: " << pages << endl;
}

class library_card: public book

{
public:
library_card(char *, char *, int, char *, int);
void show_card(void);
private:
char catalog[64];
int checked_out;
};

library_card::library_card(char *title, char *author, int pages, char *catalog, int checked_out): book(title, author, pages)

{
strcpy(library_card::catalog, catalog);
library_card::checked_out = checked_out;
}

void 1ibrary_card::show_card(void)

{
show_book();
cout << "Каталог: " << catalog << endl;
if (checked_out) cout << "Статус: проверена" << endl;
else cout << "Статус: свободна" << endl;
}

void main(void)

{
library_card card("Учимся программировать на языке C++", "Jamsa", 272, "101СРР", 1);
card.show_card();
}

Как и ранее, обратите внимание, что конструктор library _card вызывает конструктор класса book для инициализации элементов класса book. Кроме того, обратите внимание на использование функции-элемента show_book класса book внутри функции show_card. Поскольку класс library_card наследует методы класса book, функция show_card может вызвать этот метод (show_book) без помощи оператора точки, как если бы этот метод был методом класса library _card.

ЧТО ТАКОЕ ЗАЩИЩЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

При изучении определений базовых классов вы можете встретить элементы, объявленные как public, private и protected (общие, частные и защищенные). Как вы знаете, производный класс может обращаться к общим элементам базового класса, как будто они определены в производном классе. С другой стороны, производный класс не может обращаться к частным элементам базового класса напрямую. Вместо этого для обращения к таким элементам производный класс должен использовать интерфейсные функции. Защищенные элементы базового класса занимают промежуточное положение между частными и общими. Если элемент является защищенным, объекты производного класса могут обращаться к нему, как будто он является общим. Для оставшейся части вашей программы защищенные элементы являются как бы частными. Единственный способ, с помощью которого ваши программы могут обращаться к защищенным элементам, состоит в использовании интерфейсных функций. Следующее определение класса book использует метку protected, чтобы позволить классам, производным от класса book, обращаться к элементам title, author и pages напрямую, используя оператор точку:

class book

{
public:
book(char *, char *, int);
void show_book(void);
protected:
char title [64];
char author[64];
int pages;
};

Если вы предполагаете, что через некоторое время вам придется породить новые классы из создаваемого сейчас класса, установите, должны ли будущие производные классы напрямую обращаться к определенным элементам создаваемого класса, и объявите такие элементы защищенными, а не частными.

Защищенные элементы обеспечивают доступ и защиту

Как вы уже знаете, программа не может обратиться напрямую к частным элементам класса. Для обращения к частным элементам программа должна использовать интерфейсные функции, которые управляют доступом к этим элементам. Как вы, вероятно, заметили, наследование упрощает программирование в том случае, если производные классы могут обращаться к элементам базового класса с помощью оператора точки. В таких случаях ваши программы могут использовать защищенные элементы класса. Производный класс может обращаться к защищенным элементам базового класса напрямую, используя оператор точку. Однако оставшаяся часть вашей программы может обращаться к защищенным элементам только с помощью интерфейсных функций этого класса. Таким образом, защищенные элементы класса находятся между общими (доступными всей программе) и частными (доступными только самому классу) элементами.

РАЗРЕШЕНИЕ КОНФЛИКТА ИМЕН

Если вы порождаете один класс из другого, возможны ситуации, когда имя элемента класса в производном классе является таким же, как имя элемента в базовом классе. Если возник такой конфликт, C++ всегда использует элементы производного класса внутри функций производного класса. Например, предположим, что классы book и library_card используют элемент price. В случае класса book элемент price соответствует продажной цене книги, например $22.95. В случае класса library'_card price может включать библиотечную скидку, например $18.50. Если в вашем исходном тексте не указано явно (с помощью оператора глобального разрешения), функции класса library_card будут использовать элементы производного класса {library_card). Если же функциям класса library_card необходимо обращаться к элементу price базового класса {book), они должны использовать имя класса book и оператор разрешения, например book::price. Предположим, что функции show_card необходимо вывести обе цены. Тогда она должна использовать следующие операторы:

cout << "Библиотечная цена: $" << price << endl;
cout << "Продажная цена: $" << book::price << endl;

ЧТО ВАМ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ

Из этого урока вы узнали, что наследование в C++ позволяет вам строить /порождать) новый класс из существующего класса. Строя таким способом один класс из другого, вы уменьшаете объем программирования, что, в свою очередь, экономит ваше время. Из урока 27 вы узнаете, что C++ позволяет вам порождать класс из двух или нескольких базовых классов. Использование нескольких базовых классов для порождения класса представляет собой множественное наследование. До изучения урока 27 убедитесь, что освоили следующие основные концепции:

1. Наследование представляет собой способность производить новый класс из существующего базового класса.
2. Производный класс — это новый класс, а базовый класс — существующий класс.
3. Когда вы порождаете один класс из другого (базового класса), производный класс наследует элементы базового класса.
4. Для порождения класса из базового начинайте определение производного класса ключевым словом class, за которым следует имя класса, двоеточие и имя базового класса, например class dalmatian: dog.
5. Когда вы порождаете класс из базового класса, производный класс может обращаться к общим элементам базового класса, как будто эти элементы определены внутри самого производного класса. Для доступа к частным данным базового класса производный класс должен использовать интерфейсные функции базового класса.
6. Внутри конструктора производного класса ваша программа должна вызвать конструктор базового класса, указывая двоеточие, имя конструктора базового класса и соответствующие параметры сразу же после заголовка конструктора производного класса.
7. Чтобы обеспечить производным классам прямой доступ к определенным элементам базового класса, в то же время защищая эти элементы от оставшейся части программы, C++ обеспечивает защищенные {protected) элементы класса. Производный класс может обращаться к защищенным элементам базового класса, как будто они являются общими. Однако для оставшейся части программы защищенные элементы эквивалентны частным.
8. Если в производном и базовом классе есть элементы с одинаковым именем, то внутри функций производного класса C++ будет использовать элементы производного класса. Если функциям производного класса необходимо обратиться к элементу базового класса, вы должны использовать оператор глобального разрешения, например base class:: member.