Podstawy

programowania
obiektowego

Ćwiczenia laboratoryjne nr 4

Temat: Dziedziczenie, metody wirtualne

Prowadzący:

mgr inż. Dariusz Rataj

Koszalin 2001

Podstawy programowania obiektowego ćw nr 2

Strona 2

Spis treści:

1. Dziedziczenie, klasy bazowe i pochodne

2. Metody wirtualne

1. Dziedziczenie, klasy bazowe i pochodne

Dziedziczenie oznacza możliwość tworzenia nowych klas na podstawie klas już istniejących.
Inaczej mówiąc, dziedziczenie polega na przejmowaniu właściwości jednej klasy (klasy
bazowej) przez inna klasę (klasę pochodną), np. możemy utworzyć klasę bazową
samochod i klasy pochodne ciezarowka i osobowy. Klasa samochod powinna posiadać
atrybuty (pola i metody) wspólne dla wszystkich samochodów a klasy ciezarowka i osobowy
atrybuty specyficzne dla konkretnego rodzaju samochodu. Klasy pochodne rozszerzają
możliwości klasy bazowej. Rozwijając przykład można by utworzyć klasy pochodne klas
ciezarowka i osobowy i utworzyć bardziej szczegółowy podział np. klasy klasa_S,
klasa_rodzinny, klasa_Maluch, TIR, dzwig itd.

Rys.1. Hierarchia dziedziczenia - drzewo klas samochodów

W sytuacji gdy klasa pochodna jest klasą bazową dla innych klas mówimy o dziedziczeniu
wielokrotnym. W języku C++ dziedziczenie możemy zrealizować umieszczając w nagłówku
klasy, po dwukropku, listy nazw klas bazowych oddzielonych przecinkami, np.:

class A {...};
class B: A {...}; // klasa B dziedziczy po klasie A
class C: B {...}; // klasa C dziedziczy po klasie B

Umieszczając po dwukropku więcej niż jedną klasę:

class A {...};
class B {...};
class C: A, B {...}; // klasa C dziedziczy po klasie A i klasie B

klasa pochodna dziedziczy komponenty po dwóch (lub więcej) klasach.

Przed nazwą klasy bazowej możemy umieścić modyfikator prawa dostępu:

public

i

private

. Modyfikator public uczyni z publicznych i chronionych komponentów klasy

bazowej publiczne i chronione komponenty klasy pochodnej. Modyfikator private uczyni
z publicznych i chronionych komponentów klasy bazowej prywatne komponenty klasy
pochodnej. Komponenty prywatne klasy bazowej nie będą dostępne dla klasy pochodnej,
np.:

class A {...};
class B {...};
class C: public A, private B {...}; // C dziedziczy po klasie A i klasie B

samochod

osobowy

ciezarowka

klasa_S

klasa_rodzinny

TIR

dzwig

klasa_Maluch

Podstawy programowania obiektowego

Strona 3

Komponenty publiczne i chronione klasy A będą publicznymi i chronionymi komponentami
klasy C. Komponenty publiczne i chronione klasy B będą komponentami prywatnymi klasy C
(nie będą dostępne dla klas pochodnych klasy C). Dziedziczenie po kilku klasach nazywamy
dziedziczeniem wielobazowym.

2. Metody wirtualne

Metody wirtualne pozwalają na odwoływanie się do nieistniejących jeszcze metod klas
pochodnych, które zamierzamy utworzyć w przyszłości. W przykładzie poniżej (patrz:
Przykład 1) klasa bazowa osoba posiada metodę czysto wirtualną (bez definicji działania
metody) drukuj. Jest to metoda która istnieje tylko w celu nadpisania w klasach
pochodnych. Klasy pochodne pracownik i student nadpisują metodę wirtualną drukuj
definiując jej działanie odpowiednio dla każdej klasy. W programie głównym deklarowany
wskaźnik ktos na zmienną obiektową typu osoba jest inicjowany dynamicznie przez
wywołanie konstruktora klasy pracownik a potem student.

osoba *ktos = new pracownik(

"Ewa Grabowska"

,

30

,

10

);

ktos->drukuj();
delete ktos;

ktos = new student(

"Marek Jankowski"

,

20

,

2

);

ktos->drukuj();
delete ktos;

Po każdym zainicjowaniu obiektu wywoływana jest metoda drukuj. Metoda jest wywoływana
na rzecz klasy osoba - pozornie!!! - w rzeczywistości wywoływane są odpowiednie metody
wirtualne drukuj klas pracownik i student. Dzieje się tak dzięki zadeklarowaniu metody
drukuj jako metody wirtualnej - w przeciwnym przypadku wywołanie drukuj powodowałoby
próbę wywołania metody składowej klasy osoba (która nie ma definicji tylko deklarację).

Metody wirtualne stosowane są przede wszystkim w celu rozszerzania możliwości

klas w przyszłości. W strukturach gdzie klasa bazowa posiada wiele klas pochodnych jest to
często jedyna metoda na uporządkowanie pracy ze złożonym systemem obiektów.
Przykładowo, znane wszystkim obiekty kontrolne systemu Windows (TButton, TLabel,
TMemo, TList itd.) dziedziczą po klasie TWinControl (dziedziczenie wielokrotne). Wszystkie
te obiekty posiadają inną reprezentacje graficzną. Przy każdym rysowaniu okna aplikacji
Windows wywoływana jest metoda rysująca dla wszystkich obiektów kontrolnych - metoda
Repaint klasy TWinControl. Ponieważ jest to metoda wirtualna i każda klasa pochodna
TWinControl ją nadpisuje, każdy z obiektów jest rysowany inaczej.

Metody wirtualne są praktyczną realizacją polimorfizmu w programowaniu

obiektowym (polimorfizm - wielopostaciowość). O metodach wirtualnych można powiedzieć
że są to metody, które mają wiele postaci (definicji).

Podstawy programowania obiektowego ćw nr 2

Strona 4

Przykład 1. Definicja klasy bazowej osoba. Klasa zawiera pola chronione: nazwisko, wiek; metodę

czysto wirtualną drukuj. Klasy pochodne pracownik i student posiadają pola specyficzne odpowiednio

dla pracownika i studenta: stazpracy i rokstudiow. Jednocześnie metoda wirtualna drukuj została

nadpisana w obydwu klasach pochodnych.

#include <conio.h>

// clrscr, getch

#include <iostream.h>

// cout

#include <string.h>

// strcpy

// klasa bazowa abstrakcyjna

class

osoba

{

public

:

osoba(

char

*nazw,

int

w);

virtual

void

drukuj() =

0

;

// funkcja czysto wirtualna

protected

:

char

nazwisko[

20

];

int

wiek;

};

// klasa pochodna - pracownik

class

pracownik :

public

osoba

{

public

:

pracownik(

char

*nazw,

int

w,

int

staz);

virtual

void

drukuj();

private

:

int

stazpracy;

};

// klasa pochodna - student

class

student :

public

osoba

{

public

:

student(

char

*nazw,

int

w,

int

rok);

virtual

void

drukuj();

private

:

int

rokstudiow;

};

// definicje metod - klasa osoba

osoba::osoba(

char

*nazw,

int

w)

{
strcpy(nazwisko, nazw);
wiek = w;
}

// definicje metod - klasa pracownik

pracownik::pracownik(

char

*nazw,

int

w,

int

staz) : osoba(nazw, w)

{
stazpracy = staz;
}

void

pracownik::drukuj()

{
cout <<

"Nazwisko: "

<< nazwisko <<

", "

;

cout <<

"wiek: "

<< wiek <<

", "

;

cout <<

"staz pracy: "

<< stazpracy << endl;

}

// definicje metod - klasa student

student::student(

char

*nazw,

int

w,

int

rok) : osoba(nazw, w)

{
rokstudiow = rok;
}

void

student::drukuj()

{
cout <<

"Nazwisko: "

<< nazwisko <<

", "

;

cout <<

"wiek: "

<< wiek <<

", "

;

cout <<

"rok studiow: "

<< rokstudiow << endl;

}

// program glowny

void

main()

Podstawy programowania obiektowego

Strona 5

{

clrscr();

// wskaznik na obiekt klasy bazowej abstrakcyjnej

osoba *ktos = new pracownik(

"Ewa Grabowska"

,

30

,

10

);

// dynamiczne wywolywanie funkcji wirtualnej drukuj

ktos->drukuj();
delete ktos;

ktos = new student(

"Marek Jankowski"

,

20

,

2

);

ktos->drukuj();
delete ktos;

cout << endl <<

"Nacisnij dowolny klawisz..."

;

getch();

}

Zadania do wykonania na zajęciach i w domu:

1. Utworzyć prosty system grafiki wektorowej rysujący różnego rodzaju obiekty graficzne. Większość

obiektów graficznych możemy wpisać w prostokąt (okrąg, elipsa, linia, prostokąt itd.). System
powinien definiować:

•

klasę bazową dla obiektów graficznych - graphObject, posiadającą pola chronione x, y -

współrzędne lewego rogu prostokąta; pola chronione height i width (wysokość i szerokość

prostokąta); metodę czysto wirtualną rysuj(); pola definiujące kolor itp.;

•

klasy pochodne klasy graphObject: linia, elipsa, okrag, prostokat. Klasy powinny nadpisywać

metodę rysuj() klasy bazowej i odpowiednio rysować obiekt wpisany w prostokąt.

Program testujący zadeklaruje tablicę wskaźników na zmienne typu graphObject:

graphObject* obiekty[20];

a następnie utworzy obiekty graficzne i narysuje, np. tak:

for (int i = 0; i<20; i+=4)
{
obiekty[i] =

new linia(...); // parametry zależne od konstruktora

obiekty[i+1] = new elipsa(...);
obiekty[i+2] = new okrag(...);
obiekty[i+3] = new prostokat(...);
}
for (int i = 0; i<20; i++) obiekty[i]->rysuj();
....
for (int i = 0; i<20; i++) delete obiekty[i];

Obiekty graficzne można zainicjować inaczej wg uznania. Gdy rozszerzymy możliwości klas o ruch

po ekranie, możliwośc skalowania obiektów to BĘDZIE TO!!!

2. Zrealizować strukturę klas jak w punkcie 1 instrukcji (klasa bazowa samochod, pochodne ...).

3. Utworzyć klasę bazową Button (klawisz, przycisk) i klasy pochodne graphButton i textButton. W

zależności od trybu pracy programu (graficzny, tekstowy) przycisk Button będzie miała inną

reprezentację (graficzną lub tekstową).