Programowanie obiektowe Wykład 6
Dziedziczenie III (C++)
Programowanie obiektowe Wykład 6
Dziedziczenie III (C++)
Dariusz Wardowski
Wirtualne destruktory
class A {
private:
int* a;
public:
A(int _a) {a = new int(_a);}
virtual ~A() {delete a;}
};
class B: public A {
private:
double* b;
public:
B(int _a, double _b): A(_a){
b = new double(_b);}
virtual ~B() {delete b;}
};
Poprzedzenie destruktorów słowem virtual powoduje, że podczas destrukcji obiektu zostanie wywołany odpowiedni kod destruktora. Jeżeli wskaźnik (referencja) wskazuje na obiekt typu B, wówczas nastąpi wywołanie destruktora ~B() klasy potomnej, a następnie ~A() klasy macierzystej. Innymi słowy, wykorzystanie wirtualnych destruktorów zapewnia odpowiednią kolejność ich wywołania.
int main() {
A* wsk1 = new A(3);
A* wsk2 = new B(4,2.9);
delete wsk1; //działa destruktor ~A() delete wsk2; //działają kolejno //destruktory ~B(), ~A().
return 0;
}
Wiązanie statyczne i dynamiczne
Wiązanie nazwy funkcji polega na określeniu odpowiedniego bloku wykonywalnego (w kodzie skompilowanym), który ma zostać użyty.
Wiązanie statyczne to wiązanie, które jest realizowane podczas kompilacji kodu źródłowego.
Wiązanie dynamiczne, to odpowiedni mechanizm, który pozwala wybrać odpowiednią metodę wirtualną podczas działania programu.
Uwaga Wiązanie dynamiczne zachodzi wówczas, gdy odpowiednie metody wywoływane są przez wskaźniki lub referencje.
Rzutowanie w górę
Rzutowanie w górę jest to konwersja referencji (wskaźnika) do klasy potomnej na referencję (wskaźnik) do klasy macierzystej. Podczas dziedziczenia publicznego konwersja taka jest zawsze możliwa i zachodzi bez jawnego rzutowania typów.
A* wsk = new B(3,4.5);
A & ref = B(4,4.3);
B b(3,4.5);
A & ref = b;
Wszelkie metody jakie można wykonywać na obiekcie klasy A, można wykonywać na obiekcie klasy B. Funkcja, której argumentem jest wskaźnik (referencja) do obiektu klasy A, będzie działać na obiekcie klasy B.
Rzutowanie w górę jest przechodnie. Tzn. w przypadku, gdy klasa B dziedziczy z A, a klasa C dziedziczy z B, wówczas wskaźniki (referencje) do klasy A, mogą dotyczyć obiektów zarówno klasy B jak i C.
A* a, b;
a = new B();
b = new C();
Rzutowanie w dół
Rzutowanie w dół polega na konwersji referencji lub wskaźnika do klasy macierzystej na referencję lub wskaźnik do klasy potomnej. Rzutowanie w dół nie jest wykonywane bez jawnej konwersji typów.
Funkcje wirtualne – podsumowanie
•Jeżeli w deklaracji klasy daną metodę poprzedzimy słowem kluczowym virtual, wówczas metoda będzie metodą wirtualną w klasie macierzystej, potomnej i innych klasach dziedziczących po klasie potomnej.
•Jeżeli metoda wirtualna wywoływana jest na rzecz referencji lub wskaźnika, to program użyje tej wersji metody, która odpowiada typowi obiektu na który dana referencja czy wskaźnik wskazuje.
•Na metody wirtualne wybieramy te, które w klasach potomnych będą przedefiniowane.
•Jeżeli w którejś klasie potomnej nie zostanie przedefiniowana metoda wirtualna, wówczas obiekt tej klasy będzie korzystał z funkcji wirtualnej najbliższego „przodka”.
•Konstruktory nie mogą być metodami wirtualnymi, gdyż klasa potomna nie dziedziczy konstruktorów klasy macierzystej.
•Jeżeli dana klasa będzie stanowić klasę macierzystą, wówczas jej destruktory powinny być wirtualne.
•Funkcje zaprzyjaźnione nie mogą być wirtualne, gdyż nie są metodami klasowymi.
Kontrola dostępu
Do kontrolowania dostępu do pól składowych klasy stosujemy słowa kluczowe:
•public
•private
•protected
Składowe chronione, czyli te które umieszczone są w sekcji protected, nadal dostępne są tylko dla metod tej samej klasy. Mogą być one udostępnione poza klasą tylko przy pomocy publicznych metod udostępniających te dane (analogiczne jak private).
class A {
private:
int x;
protected:
double y;
public:
int getX();
double getY();
};
protected
class A {
private:
int x;
protected:
double y;
public:
int getX();
double getY();
};
class B: public A {
public:
void setY(double _y) {
y = _y;
} };
Klasa B ma bezpośredni dostęp do składowej y. W wyniku metody setY(double) „psuje się”
enkapuslacja tej zmiennej.
Najlepiej umieszczać w sekcji protected te pola składowe, do których dostęp w klasie potomnej jest możliwy tylko za pomocą interfejsu publicznego klasy macierzystej.
Klasa Rownoleglobok – macierzysta czy nie?
class Rownoleglobok {
private:
double a;
double h;
double alfa;
public:
double pole() const;
double obwod() const;
void zmienKat(double a);
};
Każdy prostokąt jest równoległobokiem, zatem czy jest sens klasę Prostokat wyprowadzić za pomocą dziedziczenia z klasy Rownoleglobok?
Relacja „jest” a dziedziczenie
class Prostokat : public Rownoleglobok {
… };
Wady klasy Prostokat:
•Do opisania prostokąta mamy trzy pola składowe (alfa zbędne, bo zawsze 90).
•Dziedziczona metoda zmienKat() nie ma dla prostokąta sensu, gdyż obiekt przestanie być prostokątem.
Może jednak bez dziedziczenia?
class Rownoleglobok {
private:
double a;
double h;
double alfa;
public:
double pole() const;
double obwod() const;
void zmienKat(double a);
};
class Prostokat {
private:
double a;
double h;
public:
double pole() const;
double obwod() const;
};
Deklaracja klasy Prostokat posiada już tylko te pola i metody składowe, które są potrzebne.
Wydaje się jednak, że z uwagi na widoczny wspólny kod tych klas, można wprowadzić inne rozwiązanie.
Abstrakcyjna klasa macierzysta
class AbstrRownoleglobok {
private:
double a;
double h;
public:
AbstrRownoleglobok(double _a = 0, double _h = 0) : a(_a), h(_h) {};
virtual ~AbstrRownoleglobok() {};
double pole() const {return a*h;}
virtual double obwod() const = 0; //funkcja w pełni wirtualna };
Rozwiązanie to polega na wyodrębnieniu wspólnych cech tych klas i umieszczeniu ich w tzw.
abstrakcyjnej klasie macierzystej, po której klasy Prostokat i Rownoleglobok będą dziedziczyły.
Z uwagi na brak danych, nie można zaimplementować metody obwod(). Dodanie „= 0” na końcu deklaracji metody wirtualnej powoduje, że metoda ta staje się w pełni wirtualna, a w konsekwencji klasa AbstrRowoleglobok jest abstrakcyjna (tzn. posiada co najmniej jedną metodę w pełni wirtualną).
Zastosowanie klas abstrakcyjnych
•Nie można tworzyć obiektów klasy abstrakcyjnej:
AbstRownoleglobok ap; //błąd!
AbstRownoleglobok * wsk; //OK
•Klasy abstrakcyjne służą jako klasy macierzyste, a więc tworzymy je po to by z nich dziedziczyć.
class Rownoleglobok: public AbstRownoleglobok {
… };
class Prostokat: public AbstRownoleglobok {
… };
•Mechanizm abstrakcyjnych klas macierzystych pozwala projektować hierarchię klas w sposób bardziej usystematyzowany i zdyscyplinowany.
