Освой самостоятельно С++ за 21 день.

 Фундаментальной основой человеческого мышления является поиск, выявление и построение взаимоотношений между различными концепциями. Чтобы постичь хитросплетения отношений между вещами и явлениями, мы используем иерархические построения, матрицы, сети и прочие средства визуализации. Чтобы лучше выразить суть отношений между объектами, в C++ используется иерархическая система наследования. Сегодня вы узнаете:

• Что представляет собой наследование

• Как произвести один класс из другого

• Что такое защищенный доступ и как его использовать

• Что такое виртуальные функции

Что такое наследование

 Что такое собака? Что вы видите, когда смотрите на своего питомца? Я вижу четыре лапы, обслуживающие зубастую пасть. Биолог увидит систему взаимодействующих органов, физик — стройную систему атомов и совокупность разных видов энергии, а ученый, занимающийся систематикой млекопитающих, — типичного представителя вида Canis familiaris.

Каждый смотрит на объект со своей точки зрения, но сегодня нас будет интересовать последнее утверждение, а именно: собака является представителем семейства волчьих, класса млекопитающих и т.д. С точки зрения систематики любой объект живой природы рассматривается в плане принадлежности одной системе иерархических таксонов: царству, типу, классу, отряду, семейству, роду и виду.

Иерархия представляет собой вид отношений подчиненности типа принадлежности частного общему. Так, человек является видом приматов. Подобный тип отношений можно видеть повсюду. Грузовик является видом машин, а машина, в свою очередь, является видом транспортных средств. Пирожное является видом сладких блюд, а сладкие блюда являются видом пищи.

Когда мы говорим, что нечто является видом чего-то, то подразумеваем большую детализацию объявления объекта. Так, отмечая, что машина — это вид транспортных средств, мы из всевозможных средств передвижения (от повозки до самолета) выбираем только четырехколесные устройства с двигателем.

Иерархия и наследование

 Говоря о собаке, как представителе класса млекопитающих, мы подразумеваем, что она наследует все признаки, общие для класса млекопитающих. Поскольку собака — млекопитающее, можно предположить, что это подвижный вид животных, дышащих воздухом. Все млекопитающие по определению двигаются и дышат воздухом. Если определить некий объект как собаку, это добавит к объявлению способность вилять хвостом, грызть рукопись книги, которую я как раз собрался нести в редакцию, бегать по дому и лаять, когда я сплю... о извините, куда меня занесло! Ну так вот, продолжим.

В свою очередь, собак можно разделить на служебных, спортивных и охотничьих. Потом можно пойти дальше и описать породу собаки: спаниель, лабрадор и т.д.

Таким образом, мы можем сказать, например, что фокстерьер — это порода охотничьих собак, в которой представлены все признаки, общие для собак вообще, а также все признаки, общие для млекопитающих и т.д., включая признаки всех таксонов, к которым относится фокстерьер. Пример такой иерархии показан на рис. 11.1, где стрелками связаны категории более низкого уровня с категориям следующего порядка.

Рис. 11.1. Иерархия млекопитающих

В C++ иерархичность реализована в концепции классов, где один класс может происходить, или наследоваться от класса более высокого уровня. В наследовании классов реализуются принципы их иерархической подчиненности. Предположим, мы производим новый класс Dog (Собака) от класса Mammal (Млекопитающее). Другими словами, класс Mammal является базовым для класса Dog. Точно так же, как описание вида собака несет в себе признаки, детализирующие описание млекопитающих в целом, так и класс Dog содержит ряд методов и данных, дополняющих методы и данные, которые представлены в классе Mammal.

Как правило, с базовым классом связано несколько производных классов. Поскольку собаки, кошки и лошади являются представителями млекопитающих, то с точки зрения C++ можно сказать, что все эти классы произведены от класса Mammal.

Царство животных

Чтобы более наглядно раскрыть смысл наследования классов, рассмотрим эту тему на примере отношений между многочисленными представителями животного мира. Представим себе, что программисту, поступил заказ на создание детской игры " Ферма" .

Когда вы приступите к созданию животных, обитающих на ферме, включая лошадей, коров, собак, кошек, овец и т.д., вам потребуется снабдить каждый их класс такими методами, благодаря которым они смогут вести себя на экране так, как этого ожидает ребенок. Но на данном этапе каждый метод снабжен только функцией вывода на печать. Это общая практика программирования, когда сначала выполняется только формулировка набора методов, а детальная проработка их откладывается на потом. Вы вправе использовать все примеры программ, приведенные в этой главе, как основу для дальнейшей доработки с тем, чтобы все животные вели себя так, как вам хочется.

Синтаксис наследования классов