4. Наследование в С++.

Построение иерархии классов. Выделение общей части группы классов. Расщепление классов.

Наследование

Наследование — это один из фундаментальных принципов объектно-ориентированного программирования (ООП), который позволяет создавать новые классы на основе уже существующих. Это упрощает создание сложных систем, повторно используя код и избегая избыточности.

Построение иерархии классов

1. Базовые и производные классы

   • Базовый класс (суперкласс) предоставляет общие характеристики, которые могут быть унаследованы другими классами.

   • Производный класс (подкласс) расширяет или модифицирует функциональность базового класса.

   class Base {
   public:
       void baseMethod() {
           // Базовая функциональность
       }
   };
   
   class Derived : public Base {
   public:
       void derivedMethod() {
           // Дополнительная функциональность
       }
   };

2. Типы наследования

   • public: открытое наследование, при котором все public и protected члены базового класса сохраняют свои уровни доступа в производном классе.

   • protected: защищенное наследование, при котором public члены становятся protected в производном классе.

   • private: закрытое наследование, при котором все public и protected члены становятся private в производном классе.

   class PublicDerived : public Base {};
   class ProtectedDerived : protected Base {};
   class PrivateDerived : private Base {};

Выделение общей части группы классов

1. Абстрагирование общих черт

   • Определение общих характеристик и поведения в базовом классе, которые будут использоваться всеми производными классами.

   • Это способствует повторному использованию кода и упрощает модификацию.

   class Animal {
   public:
       void eat() {
           // Общая функциональность для всех животных
       }
   };
   
   class Dog : public Animal {
   public:
       void bark() {
           // Специфическая функциональность для собак
       }
   };
   
   class Cat : public Animal {
   public:
       void meow() {
           // Специфическая функциональность для кошек
       }
   };

2. Преимущества выделения общей части

   • Уменьшение дублирования кода: общие методы и свойства определяются один раз в базовом классе.

   • Упрощение поддержки и расширения кода: изменения в базовом классе автоматически применяются к производным классам.

Расщепление классов

1. Определение расщепления

   • Расщепление (деление) классов предполагает разделение одного класса на несколько специализированных подклассов.

   • Это помогает поддерживать код более организованным и облегчает его понимание.

2. Пример расщепления классов

   • Рассмотрим класс, который сначала включает в себя множество различных методов и свойств, но затем разбивается на более специализированные классы.

   class ComplexClass {
   public:
       void methodA() {
           // Общий метод
       }
       void methodB() {
           // Метод для конкретного случая
       }
   };
   
   class SimplifiedBase {
   public:
       void methodA() {
           // Общий метод
       }
   };
   
   class SpecializedDerived : public SimplifiedBase {
   public:
       void methodB() {
           // Специализированный метод
       }
   };

3. Преимущества расщепления классов

   • Улучшение управляемости кода: меньшие, специализированные классы проще понимать и поддерживать.

   • Повышение гибкости: изменения в одном из специализированных классов не влияют на другие.

Неявное преобразование

ВАЖНО! В языке С++ происходит неявное преобразование от указателя объекта производного класса к указателю на объект базового класса. То же самое касается ссылок.

Рассмотрим пример ниже:

class A
{
public:
   A();
   ~A(); // не может быть const, volatile, но может быть virtual.
};

A *p = new B; // с помощью указателя можем подменять базовый класс на производный
B obj &alias = obj; // ссылка на производном приводит ссылки на базовый класс