Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Наследование и динамическое связывание рационализируют программы двумя способами: они упрощают создание новых классов, которые подобны, но не идентичны другим классам, а также облегчают написание программы, позволяя игнорировать незначительные различия в подобных классах.

При создании большинства приложений используются одинаковые принципы, которые различаются лишь способами их реализации. Например, рассматриваемый для примера книжный магазин мог бы применять различные системы тарификации для разных книг. Некоторые книги можно было бы продавать лишь по фиксированной цене, а для других применить гибкую систему скидок. Можно было бы предоставлять скидку тем покупателям, которые покупают несколько экземпляров книги. Скидку можно было бы также предоставить на несколько первых экземпляров, а для остальных оставить полную цену. Объектно-ориентированное программирование (Object-Oriented Programming, или ООП) — это наилучший способ создания приложений такого типа.

Ключевыми концепциями объектно-ориентированного программирования являются абстракция данных, наследование и динамическое связывание. Используя абстракцию данных, можно определить классы, отделяющие интерфейс от реализации (см. главу 7). Наследование позволяет определять классы, моделирующие отношения между подобными типами. Динамическое связывание позволяет использовать объекты этих типов, игнорируя незначительные различия между ними.

Связанные наследованием (inheritance) классы формируют иерархию. В корне иерархии обычно находится базовый класс (base class), от которого прямо или косвенно происходят другие классы. Эти унаследованные классы известны как производные классы (derived class). В базовом классе определяют те члены, которые будут общими у всех типов в иерархии. В производных классах определяются те члены, которые будут специфическими для данного производного класса.

Для моделирования разных стратегий расценок определим класс Quote, который будет базовым классом нашей иерархии. Объект класса Quoteпредставит книгу без скидок. От него унаследуем второй класс, Bulk_quote, представляющий книги, которые могут быть проданы со скидкой за опт.

У этих классов будут две функции-члена.

• Функция isbn()будет возвращать ISBN. Она никак не зависит от специфических особенностей производных классов; поэтому будет определена только в классе Quote.

• Функция net_price(size_t)будет возвращать цену при покупке определенного количества экземпляров книги. Эта операция специфична для типа; классы Quoteи Bulk_quoteопределят собственные версии этой функции.

В языке С++ базовый класс отличает функции, специфические для типа, от тех, которые предполагается наследовать в производных классах без изменений. Те функции, которые производные классы должны определять самостоятельно, базовый класс определяет как virtual. Исходя из этого, класс Quoteможно первоначально написать так:

class Quote {

public:

std::string isbn() const;

virtual double net_price(std::size_t n) const;

};

Производный класс должен указать класс (классы), который он намеревается унаследовать. Для этого используется находящийся после двоеточия список наследования класса (class derivation list), представляющий собой разделяемый запятыми список базовых классов, у каждого из которых может быть необязательный спецификатор доступа:

class Bulk_quote : public Quote { // Bulk_quote наследуется от Quote

public:

double net_price(std::size_t) const override;

};

Поскольку класс Bulk_quoteиспользует в списке наследования спецификатор public, его объекты можно использовать так, как будто они являются объектами класса Quote.

Тело производного класса должно включать объявления всех виртуальных функций (virtual function), которые он намеревается определить для себя. Производный класс может включить в эти функции ключевое слово virtual, но не обязательно. По причинам, рассматриваемым в разделе 15.3, новый стандарт позволяет производному классу явно указать, что функция-член предназначена для переопределения (override) унаследованной виртуальной функции. Для этого после списка ее параметров располагают ключевое слово override.

Динамическое связывание (dynamic binding) позволяет взаимозаменяемо использовать тот же код для обработки объектов как типа Quote, так и Bulk_quote. Например, следующая функция выводит общую стоимость при покупке заданного количества экземпляров указанной книги: