Wykład 4

Dziedziczenie

Konstruktory i destruktory

Programowanie obiektowe

1

Konstruktory i destruktory

Dziedziczenie

Dziedziczenie to technika pozwalaj

ą

ca na definiowanie nowych klas przy

wykorzystaniu klas wcze

ś

niej zdefiniowanych

Wyra

ż

a zwi

ą

zki hierarchiczne mi

ę

dzy klasami (klasa nadrz

ę

dna - klasa

podrz

ę

dna);

Specjalizuje lub generalizuje klasy;

Przykład:

osoba

klasa bazowa

Programowanie obiektowe

2

Przykład:

ka

ż

dy dorosły i ka

ż

de dziecko jest osob

ą

(generalizacja);

dorosły jest przypadkiem szczególnym osoby, podobnie jak dziecko
(specjalizacja);

dziecko

dorosły

klasy pochodne

Klasa pochodna:

dziedziczy wszystkie zmienne z sekcji „public” i „protected” klasy
bazowej;

dziedziczy wszystkie funkcje z sekcji „public” i „protected” klasy
bazowej;

Dziedziczenie

Programowanie obiektowe

3

do dost

ę

pnych składowych klasy bazowej mo

ż

na si

ę

odwoływa

ć

poprzez operator zakresu „::”;

W klasie pochodnej mo

ż

na tak

ż

e:

zdefiniowa

ć

dodatkowe zmienne składowe;

zdefiniowa

ć

dodatkowe funkcje składowe;

przedefiniowa

ć

(zmieni

ć

) funkcje składowe odziedziczone

z klasy bazowej (polimorfizm);

Posta

ć

ogólna dziedziczenia:

class Klasa_pochodna: sekcja Klasa_bazowa_1 [, Klasa_bazowa_N]

{

Dziedziczenie

sekcja docelowa dla składowych

dziedziczonych

Programowanie obiektowe

4

// nowe składowe

// funkcje odziedziczone nadpisane (przedefiniowane)

};

tzw. dziedziczenie wielobazowe

Dziedziczenie

Je

ż

eli w klasie bazowej i w klasie pochodnej s

ą

składniki o tej samej

nazwie, wówczas w zakresie klasy pochodnej składnik z tej klasy
zasłania odziedziczony składnik z klasy bazowej

Je

ś

li składnik klasy bazowej jest zasłoni

ę

ty to odwołanie si

ę

do niego

jest mo

ż

liwe z u

ż

yciem operatora zakresu (::)

Programowanie obiektowe

5

jest mo

ż

liwe z u

ż

yciem operatora zakresu (::)

Przykład – klasa osoba

class osoba
{

int wiek;
char imi

ę

[20], nazwisko[30];

public:

void wczytaj();

Programowanie obiektowe

6

void wczytaj();
void ustaw(int wiek, char *p_imi

ę

, char *p_nazwisko);

void wypisz();

};

Zało

ż

enia rozszerzaj

ą

ce dla klasy „dorosly”:

numer dowodu:

char *nr_dowodu;

prywatny dla klasy „dorosly”;

Przykład – klasa dorosly

Programowanie obiektowe

7

prywatny dla klasy „dorosly”;

metody wczytaj, wypisz, ustaw:

dost

ę

pne publicznie;

odziedziczone z klasy bazowej;

Klasa „dorosly”

class dorosly: public osoba
{

klasa pochodna

klasa bazowa

sekcja docelowa dla składowych

dziedziczonych

Dziedziczenie

Programowanie obiektowe

8

char * nr_dowodu;

public:

void wczytaj ();
void wypisz ();
void ustaw(int wiek, char *p_imie, char *p_nazwisko,

char *nr_dow);

};

dziedziczonych

nowa składowa

metody odziedziczone ale przedefiniowane

sekcja docelowa dla składowych dziedziczonych:

class Klasa_pochodna :

public

Klasa_bazowa;

Klasa_bazowa

// sekcja

// public

Klasa_pochodna

// sekcja

// public

Dziedziczenie

Programowanie obiektowe

9

// public

// sekcja

// protected

// sekcja

// private

// public

// sekcja

// protected

// sekcja

// private

dziedziczone ale niedostępne w klasie
pochodnej; dostępne poprzez
dziedziczone funkcje nieprywatne

sekcja docelowa dla składowych dziedziczonych:

class Klasa_pochodna :

protected

Klasa_bazowa;

Klasa_bazowa

// sekcja

// public

Klasa_pochodna

// sekcja

// public

Dziedziczenie

Programowanie obiektowe

10

// public

// sekcja

// protected

// sekcja

// pivate

// public

// sekcja

// protected

// sekcja

// pivate

dziedziczone ale niedostępne w klasie
pochodnej; dostępne poprzez
dziedziczone funkcje nieprywatne

sekcja docelowa dla składowych dziedziczonych:

class Klasa_pochodna :

private

Klasa_bazowa;

Klasa_bazowa

// sekcja

// public

Klasa_pochodna

// sekcja

// public

Dziedziczenie

Programowanie obiektowe

11

// public

// sekcja

// protected

// sekcja

// private

// public

// sekcja

// protected

// sekcja

// private

dziedziczone ale niedostępne w klasie
pochodnej; dostępne poprzez
dziedziczone funkcje nieprywatne

Z zakresu klasy pochodnej do prywatnych składników klasy
bazowej mo

ż

na si

ę

ga

ć

tylko poprzez funkcje składowe klasy

bazowej

Do składników protected i public klasy bazowej mamy dost

ę

p

bezpo

ś

redni;

Dziedziczenie

Programowanie obiektowe

12

bezpo

ś

redni;

Dziedziczenie prywatne stosujemy wtedy, gdy chcemy aby nie było
publicznego dost

ę

pu do odziedziczonych składników klasy

bazowej;

Nie podlegaj

ą

dziedziczeniu:

konstruktory

destruktory

trzeba je zdefiniować w klasie pochodnej

Dziedziczenie jest technik

ą

definiowania nowych klas;

Dziedziczenie jest jedn

ą

z najwspanialszych cech j

ę

zyków

programowania obiektowego;

Umo

ż

liwia:

Dziedziczenie - podsumowanie

Programowanie obiektowe

13

Umo

ż

liwia:

oszcz

ę

dno

ść

pracy,

tworzenie hierarchii klas (hierarchia wprowadza naturalne relacje
mi

ę

dzy klasami),

tworzenie szablonów klas (klas ogólnych), tzn. klas
przeznaczonych do dziedziczenia , np. szablon klasy „kolejka”)

Przykład hierarchii klas

Dziedziczenie

samochód

„wywodzi się”

Programowanie obiektowe

14

osobowy

ciężarowy

autobus

Fiat

VW

opel

Zgodno

ść

typów:

class KlasaA
{

…

}
class KlasaB: public KlasaA
{

Dziedziczenie - ograniczenia

Programowanie obiektowe

15

{

....

};

KlasaA a;
KlasaB b;

a = b; // ?

b = a; // ?

dozwolone, ale kopiuje si

ę

tylko tyle, ile jest w KlasaA

niedozwolone

zmienne obiektowe (obiekty)

Zgodno

ść

typów:

KlasaA *ap;
KlasaB *bp;

ap = bp;

// ?

poprawne (wyst

ą

pi polimorfizm)

Dziedziczenie

wska

ź

niki na obiekty

Programowanie obiektowe

16

bp = ap;

// ?

bp = (KlasaB*) ap;

// ?

bp = dynamic_cast<KlasaB*>(ap); // ?

Operator dynamic_cast zwraca 0 (dla wska

ź

ników) lub zgłasza

bad_cast (dla referencji), gdy rzutowanie si

ę

nie powiedzie;

niedozwolone

dozwolone (styl j

ę

zyka C)

dozwolone (styl j

ę

zyka C++)

Konstruktory

pierwsza (najcz

ęś

ciej publiczna) funkcja składowa obiektu, o nazwie takiej

samej jak nazwa klasy;

słu

ż

y do inicjowania obiektów danej klasy, tzn. do nadawania warto

ś

ci

pocz

ą

tkowych składnikom definiowanego (wła

ś

nie) obiektu (w trakcie

deklaracji obiektu przydzielane jest dla niego miejsce w PAO);

metoda bezzwrotna (nie mo

ż

na u

ż

y

ć

nawet typu „void”!);

definiowany tak jak funkcja składowa:

wewn

ą

trz deklaracji klasy – domy

ś

lnie „inline”;

Programowanie obiektowe

17

wewn

ą

trz deklaracji klasy – domy

ś

lnie „inline”;

poza deklaracj

ą

klasy:

jak zwykła metoda;

jak metoda „inline”;

wywoływany automatycznie w momencie tworzenia (deklaracji) konkretnego
obiektu;

konstruktor cz

ę

sto bywa przeci

ąż

any;

w przypadku braku konstruktora w definicji klasy doł

ą

czany jest konstruktor

pusty (bez instrukcji)

Konstruktor domy

ś

lny

funkcja składowa, któr

ą

mo

ż

na wywoła

ć

bez argumentów

lub z warto

ś

ciami domy

ś

lnymi;

je

ż

eli nie został zadeklarowany

ż

aden konstruktor to kompilator

doł

ą

cza pusty konstruktor domy

ś

lny:

Konstruktory

Programowanie obiektowe

18

Klasa :: Klasa() { };

je

ż

eli zadeklarujemy konstruktor przeci

ąż

ony (z parametrami) to

kompilator nie doł

ą

czy pustego konstruktora domy

ś

lnego;

kolejno

ść

wywoła

ń

konstruktorów:

klasy bazowe w kolejno

ś

ci deklaracji,

obiektowe składowe klasy w kolejno

ś

ci deklaracji,

ciało konstruktora;

Lista inicjalizacyjna konstruktora

słu

ż

y do inicjowania składników klasy, b

ę

d

ą

cych stałymi lub

zmiennymi;

stanowi obej

ś

cie ograniczenia,

ż

e w definicji klasy zmienne i stałe

nie mog

ą

by

ć

inicjalizowane (nie mo

ż

na im nadawa

ć

warto

ś

ci

pocz

ą

tkowych);

pojawia si

ę

tylko przy definicji konstruktora, a nie przy jego

Konstruktory

Programowanie obiektowe

19

pojawia si

ę

tylko przy definicji konstruktora, a nie przy jego

deklaracji;

kolejno

ść

inicjalizacji:

składowe w kolejno

ś

ci wymienienia na li

ś

cie,

ciało konstruktora

klasa::klasa(argumenty) : nazwa_pola(warto

ść

pocz

ą

tkowa)

[ , nazwa_pola(warto

ść

pocz

ą

tkowa)]

{

// ciało konstruktora

};

Lista inicjalizacyjna konstruktora – przykład 1

class Punkt

{

Konstruktory

Programowanie obiektowe

20

double x, y;

public:

// …

Punkt(): x(0.0), y(0.0) { };

Punkt(double a, double b) : x(a), y(b) { };

};

Lista inicjalizacyjna konstruktora – przykład 2

class abc
{

const double stala;
float x;

deklaracja konstruktora

Konstruktory

Programowanie obiektowe

21

float x;
char c;

public:

abc(float pp, double dd, char znak);

};

...
abc::abc(float pp, double dd, char znak) : stala(dd), c(znak)
{

x=pp;

}

definicja konstruktora

Lista inicjalizacyjna konstruktora – przykład 3

class Odcinek

{

Punkt p1;

Punkt p2;

Odcinek(double x1, double y1, double x2, double y2);

Konstruktory

Programowanie obiektowe

22

Odcinek(double x1, double y1, double x2, double y2);

};

...

Odcinek::Odcinek(double x1, double y1, double x2, double y2): p1(x1, y1)

{

p2 = Punkt(2.0, 2.0);

};

• obiekt p1 – inicjowanie listą inicjalizacyjną
• obiekt p2 – inicjowanie w ciele konstruktora

ostatnia funkcja wykonywana przed usuni

ę

ciem obiektu;

nazwa taka sama, jak nazwa klasy, ale poprzedzona tyld

ą

„~”;

bez parametrów wej

ś

ciowych;

bez mo

ż

liwo

ś

ci przeci

ąż

ania (jeden w klasie);

wywoływany automatycznie w momencie niszczenia obiektu

Destruktory

Programowanie obiektowe

23

(wychodzenia z bloku)

kolejno

ść

wywoływania:

ciało destruktora;

destruktory obiektów składowych (kolejno

ść

odwrotna do deklaracji

w klasie);

destruktor klasy (klas) bazowych (kolejno

ść

odwrotna do deklaracji

w klasie);

to, kiedy dokładnie likwidowane s

ą

obiekty zale

ż

y od konkretnego

kompilatora

Destruktor klasy „Klasa”:

~Klasa() {... };

lub

~Klasa();

…

Klasa::~Klasa() {... };

Destruktory

Programowanie obiektowe

24

Klasa::~Klasa() {... };

Przykład:

~Punkt()

{cout << "Destruktor punktu x= " <<x << ", y= " << y << endl;}

~Odcinek()

{ cout << "Destruktor odcinka <<endl; }

Przykłady programowe

Konstruktory

Program 3.1a

C:\

Programowanie obiektowe

25

Program 3.1b

C:\

Konstruktor klasy pochodnej

Lista inicjalizacyjna konstruktora

Na li

ś

cie musz

ą

znale

źć

si

ę

konstruktory wszystkich klas

bazowych:

• ich brak oznacza dla kompilatora konieczno

ść

wywołania

konstruktorów domy

ś

lnych z klas bazowych;

Konstruktory

Programowanie obiektowe

26

konstruktorów domy

ś

lnych z klas bazowych;

• je

ż

eli w klasie bazowej brak jest domy

ś

lnego konstruktora a s

ą

inne konstruktory, to zostanie wygenerowany bł

ą

d;

Kolejno

ść

inicjalizacji:

• klasy bazowe (bezpo

ś

redni przodkowie w kolejno

ś

ci deklaracji),

• składowe w kolejno

ś

ci deklaracji,

• ciało konstruktora;

Konstruktor klasy pochodnej

Lista inicjalizacyjna konstruktora

class KlasaA {

...
public:

KlasaA (int t)

Konstruktory

Programowanie obiektowe

27

KlasaA (int t)
{ ...};

};
class KlasaB : public KlasaA

//deklaracja klasy pochodnej

{

public:

int x;
KlasaB (int par1, int par2) : KlasaA(par1), x(par2)
{ ...};

};

Konstruktor klasy pochodnej - Przykład

class dorosly: public osoba

{

char * nr_dowodu;

public:

Konstruktory

Programowanie obiektowe

28

public:

void wczytaj ();

void wypisz ();

void ustaw(int wiek, char *p_imie, char *p_nazwisko, char *nr_dow);

dorosly(int k_wiek, char *p_imie, char *p_nazwisko, char *nr_dow):

osoba (k_wiek, p_imie, p_nazwisko),

nr_dowodu(kopiuj(nr_dow)) { };

Program 3.2

Konstruktor jest zwykle deklarowany jako publiczny, bo przecież
wprowadzane nim obiekty mogą być używane przez klasy zewnętrzne

Możemy jednak dla konstruktora przewidzieć ochronę za pomocą etykiet
private lub protected

Wówczas jednak także konstruowane obiekty będą dostępne tylko w obrębie

Konstruktory

Programowanie obiektowe

29

Wówczas jednak także konstruowane obiekty będą dostępne tylko w obrębie
klasy z tym konstruktorem jako private albo jako protected tylko w zakresie
klas dziedziczących.

Konstruktor może zamiast definiować obiekty podawać kopie obiektów
zawartych w innej klasie. Wtedy jest to tak zwany

konstruktor kopiujący

.

Konstruktor może dokonywać konwersji typu obiektu z jednego w drugi.
Nazywamy go wtedy

konstruktorem konwertującym

.

Konstruktor i destruktor

dla obiektów zdefiniowanych w blokach programowych:

konstruktor jest wywoływany, gdy sterowanie napotyka kod deklaracji
zmiennej – obiektu;

destruktory s

ą

wywoływane po opuszczeniu bloku w kolejno

ś

ci

odwrotnej do konstruktorów;

dla obiektów globalnych (statycznych):

Konstruktory i destruktory

Programowanie obiektowe

30

dla obiektów globalnych (statycznych):

konstruktory s

ą

uaktywniane przed wywołaniem funkcji main(),

w kolejno

ś

ci definicji;

destruktory s

ą

uaktywniane po zako

ń

czeniu bloku main(),

w kolejno

ś

ci odwrotnej do definicji;

dla obiektów dynamicznych:

po zastosowaniu operatora „new”: alokacja pami

ę

ci a potem

wywołanie konstruktora;

po zastosowaniu „delete”: wywołanie destruktora i potem dealokacja
pami

ę

ci;

Przykłady programowe

Konstruktory i destruktory

Program 3.3

C:\

Programowanie obiektowe

31

Program 3.4

C:\

Programowanie obiektowe

32