Наследование.ppt

свойства; это их первая черта. Следующая не менее важная черта

классов — способность наследовать поля, методы и свойства других классов.

непригоден для измерения ресурса другого типа, например оперативной памяти. С

появлением измерителя оперативной памяти нужен новый класс объектов:

 
 

в классе TDiskGauge. Отличие состоит в отсутствии поля DriveLetter и

другой реализации конструктора Create и метода GetPercentFree. Если в будущем появится класс, описывающий измеритель ресурса какого-то нового типа, то придется снова определять общие для всех классов поля, методы и свойства. Чтобы избавиться от дублирования атрибутов при определении новых классов, воспользуемся механизмом наследования. Прежде всего выделим атрибуты, общие для всех измерителей ресурсов, в отдельный класс TResourceGauge:

в действительности представляет собой ресурс, поэтому функция GetPercentFree возвращает нуль.

Очевидно, что создавать объекты класса TResourceGauge не имеет смысла. Для чего тогда нужен класс TResourceGauge? Ответ: чтобы на его основе породить два других класса — TDiskGauge и TMemoryGauge, описывающих конкретные виды измерителей ресурсов, — измеритель диска и измеритель памяти:

 
Классы TDiskGauge и TMemoryGauge определены как наследники TResourceGauge (об этом говорит имя в скобках после слова class). Они автоматически включают в себя все описания, сделанные в классе TResourceGauge и добавляют к ним некоторые новые. В результате формируется следующее дерево классов:

Класс, который наследует атрибуты другого класса, называется порожденным классом или потомком. Естественно, что класс, от которого происходит наследование, выступает в роли базового, или предка. В примере класс TDiskGauge является непосредственным потомком класса TResourceGauge. Если от TDiskGauge породить новый класс, то он тоже будет потомком TResourceGauge, но уже не таким близким, как TDiskGauge.
Очень важно, что в отношениях наследования любой класс может иметь только одного непосредственного предка и сколь угодно много потомков. Поэтому все связанные отношением наследования классы образуют иерархию. Примером иерархии классов является библиотека Visual Component Library (VCL); с ее помощью в Delphi обеспечивается разработка Windows-приложений.

При реализации класса TResourceGauge ничего не известно о том, что в действительности представляет собой ресурс, поэтому функция GetPercentFree возвращает нуль. Очевидно, что создавать объекты класса TResourceGauge не имеет смысла. Для чего тогда нужен класс TResourceGauge? Ответ: чтобы на его основе породить два других класса — TDiskGauge и TMemoryGauge, описывающих конкретные виды измерителей ресурсов, — измеритель диска и измеритель памяти:

TObject, который служит неявным предком тех классов, для которых предок

не указан. Это означает, что объявление

 
эквивалентно следующему:
 

 
 
Класс TObject выступает корнем любой иерархии классов. Он содержит ряд методов, которые по наследству передаются всем остальным классам. Среди них конструктор Create, деструктор Destroy, процедура Free и некоторые другие методы.
Таким образом, полная иерархия классов для измерителей ресурсов выглядит так:
 

основных момента:

Любой порожденный класс наследует от родительского все поля данных,

поэтому классы TDiskGauge и TMemoryGauge автоматически содержат поле FPercentCritical, объявленное в классе TResourceGauge. Доступ к полям предка осуществляется по имени, как если бы они были определены в порожденном классе. В наследниках можно определять новые поля, но их имена должны отличаться от имен полей предка.
Наследование свойств и методов имеет свои особенности.
Свойство базового класса можно перекрыть (от англ. override) в производном классе, например чтобы добавить ему новый атрибут доступа или связать с другим полем или методом.
Метод базового класса тоже можно перекрыть в производном классе, например чтобы изменить логику его работы. Обратимся, например, к классам TDiskGauge и TMemoryGauge. В них методы SetPercentCritical и CheckStatus унаследованы от TResourceGauge, так как логика их работы не зависит от типа ресурса. А вот метод GetPercentFree перекрыт, так как способ вычисления процента свободного пространства специфичен для диска и оперативной памяти:

 
 
В классе TDiskGauge перекрыт еще и конструктор Create. Это необходимо для инициализации дополнительного поля DriveLetter:

предка, указав перед именем метода зарезервированное слово inherited. Кстати, данный

пример демонстрирует важный принцип реализации конструкторов: сначала вызывается конструктор предка, а затем инициализируются дополнительные поля данных. В деструкторах применяется обратная последовательность действий: сначала разрушаются данные, недоступные предку, а затем вызывается унаследованный деструктор.

Повторение мелко

правило совместимости типов. Вместо объекта базового класса можно подставить объект

любого производного класса. Обратное неверно. Например, переменной типа TResourceGauge можно присвоить значение переменной типа TDiskGauge:

 
 
Объектная переменная R формально имеет тип TResourceGauge, а фактически связана с экземпляром класса TDiskGauge.
Правило совместимости классов чаще всего применяется при передаче объектов в параметрах процедур и функций. Например, если процедура работает с объектом класса TResourceGauge, то вместо него можно передать объект класса TDiskGauge или TMemoryGauge.

класса, указанного при описании объектной переменной или параметра, бывает необходимо

проверить, к какому классу принадлежит объект на самом деле. Чтобы программист мог выполнять такого рода проверки, каждый объект хранит информацию о своем классе. В Object Pascal существуют операторы is и as, с помощью которых выполняется соответственно проверка на тип (type checking) и преобразование к типу (type casting).
Например, чтобы выяснить, принадлежит ли некоторый объект Obj, объявленный в программе как

 
 
к классу TResourceGauge или его наследнику, следует записать

 
Для преобразования объекта к нужному типу используется оператор as, например:

 
 
Стоит отметить, что для объектов применим и обычный способ приведения типа:

 
 
Вариант с оператором as лучше, поскольку безопасен. Он генерирует ошибку (точнее, исключительную ситуацию) при выполнении программы (run-time error), если реальный экземпляр объекта Obj несовместим с классом TResourceGauge. Забегая вперед, скажем, что ошибку приведения типа можно обработать и таким образом избежать досрочного завершения приложения.

имеют одну общую черту — все они статические. При обращении

к статическому методу компилятор точно знает класс, которому данный метод принадлежит. Поэтому, например, обращение к статическому методу GetPereentFree в методе CheckStatus компилируется в вызов TResourceGauge.GetPercentFree:

 
Метод CheckStatus работает неправильно в наследниках TResourceGauge, так как внутри него вызов перекрытого метода GetPereentFree не происходит. Конечно, в классах TDiskGauge и TMemoryGauge можно продублировать все методы и свойства, которые прямо или косвенно вызывают GetPereentFree, но при этом теряются преимущества наследования. ООП предлагает изящное решение этой проблемы — метод GetPereentFree всего-навсего объявляется виртуальным:

 
В производных классах виртуальный метод перекрывается с использованием ключевого слова override. Перекрытый метод должен иметь точно такой же формат (список параметров, а для функций еще и тип возвращаемого значения), что и перекрываемый:

типу экземпляра, а не по формальному типу, записанному в программе.

Поэтому после сделанных изменений метод CheckStatus будет работать так, как ожидает программист:

 
Работа виртуальных методов основана на механизме позднего связывания (late binding). В отличие от раннего связывания (early binding), характерного для статических методов, позднее связывание основано на вычислении адреса вызываемого метода при выполнении программы. Метод вычисляется по хранящемуся в каждом объекте описателю типа.
Благодаря механизму наследования и виртуальным методам, в Delphi реализуется такая концепция ООП как полиморфизм. Полиморфизм существенно облегчает труд программиста, так как обеспечивает повторное использование кода уже написанных методов.

виртуального метода в базовом классе неизвестна и наполняется содержанием только

в наследниках. Так случилось, например, с методом GetPercentFree, который в классе TResourceGauge состоит всего из одного оператора: Result := 0. Конечно, тело метода можно сделать пустым или почти пустым (так мы и поступили), но лучше воспользоваться директивой abstract:

 
Директива abstract записывается после слова virtual и исключает необходимость написания кода виртуального метода для данного класса. Такой метод называется абстрактным, т.е. подразумевает конкретное логическое действие, а не способ его реализации. Абстрактные виртуальные методы часто используются при создании классов-полуфабрикатов. Свою реализацию такие методы получают в законченных наследниках.

их объявлении вместо слова virtual записывается ключевое слово dynamic, например:

 
В

наследниках динамические методы перекрываются так же, как и виртуальные, т.е. с помощью зарезервированного слова override.
Семантически динамические и виртуальные методы идентичны. Различие состоит только в механизме их вызова. Методы, объявленные с директивой virtual, вызываются максимально быстро, но платой за это является большой размер системных таблиц, с помощью которых происходит их диспетчеризация. Размер этих таблиц начинает сказываться с увеличением числа классов в иерархии. Методы, объявленные с директивой dynamic, вызываются несколько дольше, но при этом таблицы диспетчирования имеют более компактный вид, что способствует экономии памяти. Таким образом, программисту предоставляются два способа оптимизации объектов: по скорости работы (virtual) или по объему памяти (dynamic).