Производные классы

6.2.1 Функции-члены

Простые структуры данных вроде employee и manager сами по себе не слишком интересны, а часто и не особенно полезны. Поэтому добавим к ним функции:

class employee {
  char* name;
  // ...
public:
  employee* next;  // находится в общей части, чтобы
     // можно было работать со списком
  void print() const;
  // ...
      };

      class manager : public employee {
  // ...
      public:
  void print() const;
  // ...
      };

Надо ответить на некоторые вопросы. Каким образом функция-член производного класса manager может использовать члены базового класса employee? Какие члены базового класса employee могут использовать функции-члены производного класса manager? Какие члены базового класса employee может использовать функция, не являющаяся членом объекта типа manager? Какие ответы на эти вопросы должна давать реализация языка, чтобы они максимально соответствовали задаче программиста?

Рассмотрим пример:

void manager::print() const
{
   cout << " имя "    << name << '\n';
}

Член производного класса может использовать имя из общей части своего базового класса наравне со всеми другими членами, т.е. без указания имени объекта. Предполагается, что есть объект, на который настроен this, поэтому корректным обращением к name будет this->name. Однако, при трансляции функции manager::print() будет зафиксирована ошибка: члену производного класса не предоставлено право доступа к частным членам его базового класса, значит name недоступно в этой функции.

Возможно многим это покажется странным, но давайте рассмотрим альтернативное решение: функция-член производного класса имеет доступ к частным членам своего базового класса. Тогда само понятие частного (закрытого) члена теряет всякий смысл, поскольку для доступа к нему достаточно просто определить производный класс. Теперь уже будет недостаточно для выяснения, кто использует частные члены класса, просмотреть все функции-члены и друзей этого класса. Придется просмотреть все исходные файлы программы, найти производные классы, затем исследовать каждую функцию этих классов. Далее надо снова искать производные классы от уже найденных и т.д. Это, по крайней мере, утомительно, а скорее всего нереально. Нужно всюду, где это возможно, использовать вместо частных членов защищенные.

Как правило, самое надежное решение для производного класса - использовать только общие члены своего базового класса:

void manager::print() const
{
  employee::print();   // печать данных о служащих

  // печать данных об управляющих
}

Отметим, что операция :: необходима, поскольку функция print() переопределена в классе manager. Такое повторное использование имен типично для С++. Неосторожный программист написал бы:

void manager::print() const
{
   print();   // печать данных о служащих

   // печать данных об управляющих
}

В результате он получил бы рекурсивную последовательность вызовов manager::print().

6.2.2 Конструкторы и деструкторы

Для некоторых производных классов нужны конструкторы. Если конструктор есть в базовом классе, то именно он и должен вызываться с указанием параметров, если таковые у него есть:

class employee {
  // ...
public:
  // ...
  employee(char* n, int d);
       };

       class manager : public employee {
  // ...
       public:
  // ...
 manager(char* n, int i, int d);
       };

Параметры для конструктора базового класса задаются в определении конструктора производного класса. В этом смысле базовый класс выступает как класс, являющийся членом производного класса:

manager::manager(char* n, int l, int d)
   : employee(n,d), level(l), group(0)
{
}

Конструктор базового класса employee::employee() может иметь такое определение:

employee::employee(char* n, int d)
    : name(n), department(d)
{
  next = list;
  list = this;
}

Здесь list должен быть описан как статический член employee. Объекты классов создаются снизу вверх: вначале базовые, затем члены и, наконец, сами производные классы. Уничтожаются они в обратном порядке: сначала сами производные классы, затем члены, а затем базовые. Члены и базовые создаются в порядке описания их в классе, а уничтожаются они в обратном порядке.

6.2.3 Иерархия классов

Производный класс сам в свою очередь может быть базовым классом:

class employee { /* ... */ };
class manager : public employee { /* ... */ };
class director : public manager { /* ... */ };

Такое множество связанных между собой классов обычно называют иерархией классов. Обычно она представляется деревом, но бывают иерархии с более общей структурой в виде графа:

class temporary { /* ... */ };
class secretary : public employee { /* ... */ };

       class tsec
 : public temporary, public secretary { /* ... */ };

       class consultant
 : public temporary, public manager { /* ... */ };

Видим, что классы в С++ могут образовывать направленный ацикличный граф.