24) Открытое наследование, полиморфизм классов. Виртуальные функции и абстрактные классы.

При наследовании public в класс-потомок передаются все поля в таком виде в котором они записаны в родителе.(всё остальное о спецификаторе доступа public можно найти в 22 вопросе)

Виртуальная функция — это функция, которая объявляется в базовом классе с использованием ключевого слова virtual и переопределяется в одном или нескольких производных классах. Таким образом, каждый производный класс может иметь собственную версию виртуальной функции. Интересно рассмотреть ситуацию, когда виртуальная функция вызывается через указатель (или ссылку) на базовый класс. В этом случае C++ определяет, какую именно версию виртуальной функции необходимо вызвать, по типу объекта, адресуемого этим указателем. Причем следует иметь в виду, что это решение принимается во время выполнения программы. Следовательно, при указании на различные объекты будут вызываться и различные версии виртуальной функции. Другими словами, именно по типу адресуемого объекта (а не по типу самого указателя) определяется, какая версия виртуальной функции будет выполнена. Таким образом, если базовый класс содержит виртуальную функцию и если из этого базового класса выведено два (или больше) других класса, то при адресации различных типов объектов через указатель на базовый класс будут выполняться и различные версии виртуальной функции. Аналогичный механизм работает и при использовании ссылки на базовый класс.

Чтобы объявить функцию виртуальной, достаточно предварить ее объявление ключевым словом virtual.

Функция объявляется виртуальной в базовом классе с помощью ключевого слова virtual. При переопределении виртуальной функции в производном классе ключевое слово virtual повторять не нужно (хотя это не будет ошибкой).

виртуальные функции в сочетании с производными типами позволяют C++ поддерживать динамический полиморфизм. Полиморфизм существенен для объектно-ориентированного программирования по одной важной причине: он обеспечивает возможность некоторому обобщенному классу определять функции, которые будут использовать все производные от него классы, причем производный класс может определить собственную реализацию некоторых или всех этих функций. Иногда эта идея выражается следующим образом: базовый класс диктует общий интерфейс, который будет иметь любой объект, выведенный из этого класса, но позволяет при этом производному классу определить метод, используемый для реализации этого интерфейса. Вот почему для описания полиморфизма часто используется фраза "один интерфейс, множество методов".

Для успешного применения полиморфизма необходимо понимать, что базовый и производный классы образуют иерархию, развитие которой направлено от большей к меньшей степени обобщения (т.е. от базового класса к производному). При корректной разработке базовый класс обеспечивает все элементы, которые производный класс может использовать напрямую. Он также определяет функции, которые производный класс должен реализовать самостоятельно. Это дает производному классу гибкость в определении собственных методов, но в то же время обязывает использовать общий интерфейс. Другими словами, поскольку формат интерфейса определяется базовым классом, любой производный класс должен разделять этот общий интерфейс. Таким образом, использование виртуальных функций позволяет базовому классу определять обобщенный интерфейс, который будет использован всеми производными классами.

Теперь у вас может возникнуть вопрос: почему же так важен общий интерфейс со множеством реализаций? Ответ снова возвращает нас к основной побудительной причине возникновения объектно-ориентированного программирования: такой интерфейс позволяет программисту справляться со все возрастающей сложностью программ. Например, если корректно разработать программу, то можно быть уверенным в том, что ко всем объектам, выведенным из базового класса, можно будет получить доступ единым (общим для всех) способом, несмотря на то, что конкретные действия у одного производного класса могут отличаться от действий у другого. Это означает, что программисту придется помнить только один интерфейс, а не великое их множество. Кроме того, производный класс волен использовать любые или все функции, предоставленные базовым классом. Другими словами, разработчику производного класса не нужно заново изобретать элементы, уже имеющиеся в базовом классе.

Чисто виртуальная функция — это функция, объявленная в базовом классе, но не имеющая в нем никакого определения. Поэтому любой производный тип должен определить собственную версию этой функции, ведь у него просто нет никакой возможности использовать версию из базового класса (по причине ее отсутствия). Чтобы объявить чисто виртуальную функцию, используйте следующий общий формат:

virtual тип имя_функции(список_параметров) = 0;

Если класс имеет хотя бы одну чисто виртуальную функцию, его называют абстрактным. Абстрактный класс характеризуется одной важной особенностью: у такого класса не может быть объектов. Абстрактный класс можно использовать только в качестве базового, из которого будут выводиться другие классы. Причина того, что абстрактный класс нельзя использовать для создания объектов, лежит, безусловно, в том, что его одна или несколько функций не имеют определения. Но даже если базовый класс является абстрактным, его все равно можно использовать для объявления указателей и ссылок, которые необходимы для поддержки динамического полиморфизма.