Главная » Файлы » Лекции » ООП [ Добавить материал ]

Реализация наследования — лекция-презентация

[Скачать с сервера (145.7Kb) - бесплатно] 14.11.2010, 01:06

Лекция в виде презентации в формате pdf с примерами - 56 слайдов.

© ВолгГТУ, кафедра ПОАС, Автор: Литовкин Д.В. - 2010 год

Содержание презентации-лекции

  • Синтаксис наследования
  • Поля класса при наследовании
  • Конструкторы и деструкторы при наследовании
  • Расширение структуры и поведения родительского класса. Общедоступное наследование, добавление полей и методов
  • Ограничение структуры и поведения родительского класса. Защищенное и закрытое наследование
  • Переопределение поведения родительского класса. Переопределение и уточнение методов при наследовании
  • Отложенные методы и абстрактно-специфицированные классы
  • Множественное наследование и связанные с ним проблемы. Виртуальный базовый класс. Интерфейсы
  • Терминальные классы и методы

Фрагменты из презентации

Синтаксис наследования

class Base
{
  // Описание базового класса
};
  class Derived: спецификатор_доступа Base
  [,спецификатор_доступа Base2, ...]
{
  // Описание производного класса
};

Поля класса при наследования

  • При создании экземпляра производного класса сначала создаются и инициализируются все поля базового класса, а затем поля, добавленные в производном классе
  • Логически можно считать, что производный класс агрегирует в себе базовый класс или в производном классе «упакован» базовый класс
  • Для инициализации полей базового класса используется конструктор базового класса

Конструкторы при наследовании

  • Как и другие методы конструкторы наследуются, но их использование имеет ряд особенностей
  • Если в конструкторе производного класса явно не вызывается конструктор базового класса, то компилятор сам вызывает конструктор по умолчанию базового класса
  • Если необходимо вызвать конструктор базового класса с параметрами, то конструктор указывается в строке инициализации
  • Тело конструктора базового класса всегда выполняется раньше тела конструктора производного класса

Деструкторы при наследовании

  • Как и другие методы деструкторы наследуются, но их использование имеет ряд особенностей
  • Деструктор производного класса не требует явно вызывать деструктор базового класса. В деструкторе производного класса компилятор автоматически генерирует вызовы базовых деструкторов
  • Тело деструктора производного класса всегда выполняется раньше тела деструктора базового класса

Пример вызова конструкторов и деструкторов при наследовании:  ... (в полной версии, доступной для скачивания).

Расширение структуры и поведения родительского класса

  • Расширение структуры и поведения родительского класса осуществляется за счет общедоступного на- следования и добавления новых свойств и методов
  • При общедоступном наследовании в дочернем классе полностью сохраняется интерфейс родительского класса

Добавление методов при наследовании

  • Под добавлением методов понимается такая ситуация, когда в производном классе объявляются новые методы, которые отличаются от методов базового класса названием и/или набором параметров
  • При этом интерфейс родительского класса расширяется
  • Добавление методов используется при «расширении» базового класса, но может встречаться при его «обобщении» и «варьировании»

Ограничение структуры и поведения родительского класса

  • Под ограничением понимается частичное или полное сокрытие свойств и методов родительского класса в дочернем классе
  • Сокрытие свойств и методов класса выполняется для реализации таких форм наследования как «ограничение» и «конструирование»
  • Чаще всего для ограничения структуры и поведения родительского класса используют закрытое и защищенное виды наследования, которые полностью скрывают интерфейс родительского класса

Частичное сокрытие свойств и методов базового класса

  • Иногда требуется частичное сокрытие свойств и методов базового класса
  • В языке Си++ для отдельных свойств и методов можно задать свои спецификаторы доступа, от- личные от вида наследования
  • При этом уровень доступа не может быть повышен по сравнению с уровнем доступа, указанным в базовом классе. Самый привилегированный уровень доступа — это private
Переопределение поведения родительского класса
  • Переопределить поведение родительского класса можно за счет использования общедоступного на- следования и одновременного переопределения/замещения его методов
  • Переопределение/замещение методов используется при «специализации», «спецификации», «обобщении», «конструировании» и «варьировании» базового класса
  • Различие между переопределением и замещением будет рассмотрено при изучении полиморфизма
Переопределение/замещение методов при наследовании
  • Ситуация, когда в дочернем классе объявляется метод, совпадающий по названию и набору параметров с методом родительского класса, называется переопределением/замещением метода
  • Для пользователя дочернего класса переопределяемый/замещаемый метод базового класса уже не виден, но он существует в производном классе
  • Метод базового класса может быть вызван путем явного указания принадлежности к базовому классу
Уточнение методов при наследовании
  • Уточнение метода — это специализированная форма переопределения/замещения
  • В этом случае замещающий метод вызывает замещаемый метод родительского класса
  • Таким образом, родительское поведение сохраняется и присоединяется
  • Уточнение методов используется при «специализации», «обобщении», «конструировании» и «варьировании» базового класса

Отложенные методы

  • Отложенный метод (абстрактный метод) − это частный случай переопределения, когда метод базового класса не имеет реализации, а любая полезная деятельность задается в методе дочернего класса
  • Использование отложенных методов гарантирует единый интерфейс у всех потомков базового класса
Отложенные методы и абстрактные классы в языке Си++
  • В языке Си++ отложенный метод должен быть описан в явном виде с ключевым словом virtual
  • Тело отложенного метода не определяется, вместо этого функции «приписывается» значение 0: virtual <заголовок метода> = 0;
  • Отложенные методы в языке Си++ называются чи- сто виртуальными
  • В языке Си++ класс, который содержит чисто виртуальные методы, называется абстрактным

Свойства абстрактных классов

  • Компилятор не разрешает пользователю создавать экземпляры абстрактного класса
  • Только после того, как в производных классах будут переопределены отложенные методы, можно будет создавать экземпляры подклассов

Множественное наследование

  • Создание класса на основе двух и более базовых классов называется множественным наследованием
  • В этом случае производный класс обладает свойствами и методами сразу нескольких базовых классов
  • Через множественное наследование реализуется форма наследования «комбинирование»
  • Правильная форма «комбинирования» подразумевает, что производный класс может выступать в роли любого из своих родителей
Проблемы, связанные с множественным наследованием
  • Проблема двусмысленности имен возникает, когда в базовых классах имеются одноименные методы
  • Проблема наследования через общих предков возникает, когда диаграмма наследования имеет ромбовидную форму. В этом случае к проблеме двусмысленности имен добавляется проблема дублирования полей базового класса
Решение проблемы двусмысленности имен
  • Решение проблемы заключается в одновременном использовании замещения и переименования методов
Решение проблемы наследования через общих предков
  • Если мы хотим иметь только одну копию полей прародительского класса, то должны наследовать его как виртуальный базовый класс
  • Если базовый класс определен как виртуальный, то в производных классах создается единственная копия его полей. Кроме того, только один раз будет вызван конструктор по умолчанию прародительского класса
Уровни доступа при наследовании через общих предков
  • Спецификаторы доступа при наследовании могут отличаться в разных родительских классах
  • Следовательно, одни и те же элементы прародительского класса будут иметь различные спецификаторы доступа в производном классе
  • В таком случае наиболее жесткий уровень защиты игнорируется и используется менее ограничительная категория
Рекомендации по использованию множественного наследования
  • Из-за проблем, возникающих при множественном наследовании классов, многие языки программирования его не поддерживают
  • В современных ООП-языках вместо множественного наследования классу разрешено реализовывать несколько интерфейсов
  • Использование интерфейсов решает проблему наследования через общих предков

Интерфейсы

  • Интерфейс — это множество требований (requirements), предъявляемых к соответствующему классу
  • Требования выражаются в объявлении методов
Объявление интерфейса на языке Java:
public interface <имя интерфейса>
{
  // заголовки методов
}
Свойства интерфейсов (применительно к языку Java)
  • В интерфейсе не может быть ни полей, ни статических методов, но могут объявляться статические константы
  • Нельзя создать экземпляр интерфейса, но можно объявить интерфейсную переменную
  • Интерфейсные переменные должны ссылаться на объект класса, реализующего данный интерфейс
  • Аналогично классам интерфейсы могут образовывать иерархию наследования
  • Реализация интерфейса выполняется каким-либо классом путем определения методов, указанных в интерфейсе
class <имя класса> implements <имя интерфейса>
{
// описание класса, в том числе, методов,
// указанных в интерфейсе
}

Интерфейсы и абстрактные классы
  • Интерфейсы и абстрактные классы — это схожие понятия, но имеются и различия между ними
  • Абстрактный класс может иметь состояние и поведение (хотя бы частично), а интерфейс только заявляет поведение
  • Интерфейс, чаще всего, определяет некоторое свойство, а абстрактный класс определяет «полноценную» сущность
  • Злоупотреблять интерфейсами не следует, т.к. они вводят много мелких понятий
Терминальные классы и методы
  • Классы, которые не могут иметь потомков, называются терминальными
  • Данный механизм отсутсвует в языке Си++, но имеется в языке Java: final class <имя класса> { ... }
  • Так же неизменными можно сделать отдельные методы класса: final <имя метода> { ... }
Использование терминальных классов и методов
  • Трудно предусмотреть все возможности повторного использования класса, особенно для классов общего назначения. Определяя класс или метод как final, вы блокируете возможность использования класса в проектах других программистов только потому, что сами не могли предвидеть такую возможность
  • Обычно терминальные классы и методы используются для обеспечения безопасности
Похожие материалы:

Добавил: COBA (14.11.2010) | Категория: ООП
Просмотров: 4752 | Загрузок: 665 | Рейтинг: 3.0/2 |
Теги: презентация, лекция, программирование, ООП, наследование
Комментарии (1)
0   Спам
1. Gasetrittee   02.10.2012   10:30
Интересная информация. Спасибо!

Имя *:
Email *:
Код *: