В файле student2.H

Class student {

Public: //год обучения: новичок, второкурсник,

//младший, старший, аспирант

enum year { fresh, soph, junior, senior, grad};

//имя, номер, средний балл, год

void print () const;

protected:

int student_id; //номер студента

double gpa; //средний балл

year y; //год обучения

char name [30]; //имя

};

Мы можем написать программу, которая помогла бы студенческому отделу вести учет студентов. Поскольку информация, хранящаяся в переменных класса student, описывает не-аспирантов, в ней отсутствуют важные сведения, необходимые для учета аспирантов. Эти сведения могут включать информацию о финансовой поддержке, кафедре, теме диссертации. Наследование позволяет получить подходящий класс grad_student из базового класса student, как показано ниже.

В файле student2.H

Class grad_student : public student (

рublic: //вариант финансовой поддержки:

//за преподавание, за исследования, стипендия, иное

enum support { ta, ra, fellowship, other };

grad_student (char^* nm,int id, double g,

year x, support t, char^* d, char^* th);

//t – вариант финансовой поддержки,

//d – кафедра, th – тема диссертации

void print () const;

protected:

support s; //вариант финансовой поддержки

char dept [10]; //кафедра

char thesis [80]; //тема диссертации

};

В этом примере grad_student – производный класс, а student – базовый. Использование в заголовке производного класса ключевого слова рublic, следующего за двоеточием, означает, что защищенные и открытые (protected и public) члены класса должны наследоваться как защищенные и открытые члены grad_student. Закрытые члены базового класса недоступны производному классу. Открытое наследование означает также, что производный класс grad_student является подтипом student. То есть аспирант является студентом, но студент не обязательно должен быть аспирантом. Такое отношение подтипов называется отношением ISA¹. Иногда его также называют интерфейсным наследованием (interface inheritance).

Производный класс является модификацией базового класса; он наследует защищенные и открытые члены базового класса. Не могут наследоваться только конструкторы, деструктор базового класса и любые функции-члены operator=(). Так в примере с классом grad_student наследуются следующие члены класса student: student_id, gpa, name, y и print (). Часто в производный класс добавляются новые члены в дополнение к членам базового класса. Это происходит и в случае с grad_student, который содержит три новых члена данных и переопределенную функцию-член print(). Эта функция замещается (override). Определение функций student :: print () и

grad_student:: print будут даны в следующем разделе. Производный класс может включать реализацию функций-членов, отличную от базового класса. Это не имеет ничего общего с перегрузкой, когда смысл одного и того же имени функции может быть различным для разных сигнатур.

Преимущества использования производных классов

▪ Код используется повторно. Тип grad_student использует существующий, проверенный код из student.

▪ Иерархия отражает взаимоотношения, свойственные проблемной области. Когда мы говорим о студентах, выделение аспирантов в отдельную группу заимствуется из реального мира и определяется тем, как аспиранты понимается в этом мире.

▪ Различные полимерные механизмы позволят клиентскому коду рассматривать в качестве подтипа student, что упростит клиентский код, сохраняя при этом преимущества разграничения подтипов.

Преобразование типов и видимость

Открытый производный класс является подтипом своего базового класса. Во многих случаях переменная производного класса может рассматриваться как переменная типа базового класса. Указатель, тип которого – «указатель на базовый класс», может указывать на объекты, имеющие тип производного класса.

Рассмотрим наш пример с классами student и grad_student. Сначала исследуем конструкторы базового и производного классов.

В файле student2.h

student::student (char^* nm, int id, double g, year x)

: student_id (id), gpa(g), y(x)

{

stropy (name, nm);

}

Конструктор базового класса выполняет несколько простых инициализаций. Затем он вызывает stropy ()для копирования имени студента.

grad_student::grad_student (сhar^* nm, int id, double g,

year x, support t, сhar^* th)

: student(nm,id,g,x), s(t)

{

stropy(dept, d);

stropy(thesis, th);

Заметьте, что здесь конструктор student вызывается как часть списка инициализаторов. Это вполне естественно и логично – для завершения создания объекта сначала надо создать объект базового класса.

Тип grad_student является открытым производным типом, базовый класс которого – student. В классе student члены student_id и gpa являются защищенными. Это делает их видимыми для производных классов, но для всех остальных они ведут себя как закрытые.

Ссылка на производный класс может быть неявно преобразована в ссылку на открытый базовый класс. Например:

grad_student gs («Моррис Пол», 200, 3.2564, grad, ta,

«Фармокология», «Продажа лекарств»);

student& rs = gs;

В данном случае переменная rs является ссылкой на student. Базовым классом grad_student является student. Поэтому такое преобразование ссылки справедливо.

Функции-члены print()реализованы следующим образом: