Наследование программирование это

Содержание:

Наследование

Наследование является одной из главных особенностей объектно-ориентированного программи­рования. В С++ наследование поддерживается за счет того, что одному классу разрешается при своем объявлении включать в себя другой класс. Наследование позволяет построить иерархию классов от более общего к более частным. Этот процесс включает в себя определение базового класса, определяющего общие качества всех объектов, которые будут выведены затем из базового класса. Базовый класс представляет собой наиболее общее описание. Выведенные из базового класса классы обычно называют производными классами. Производные классы включают в себя все черты базового класса и, кроме того, добавляют новые качества, характерные именно для данного про­изводного класса. Чтобы продемонстрировать, как работает этот процесс, в следующем примере созданы классы, классифицирующие различные типы средств передвижения.
В качестве начального рассмотрим класс, названный road_vehicle (дорожное средство передви­жения), который служит очень широким определением средств передвижения по дорогам. Он хранит информацию о числе колес движущегося средства и о числе пассажиров, которые он может вмещать:

class road_vehicle <
int wheels;
int passengers;
public:
void set_wheels(int num);
int get_wheels();
void set_pass(int num);
int get_pass();
>;

Теперь можно использовать это определение дорожного средства передвижения для того, что­бы определить конкретные типы. Например, в следующем фрагменте кода определен класс truck (грузовик), используя класс road_vehicle:

class truck: public road_vehicle <
int cargo;
public:
void set_cargo(int size);
int get_cargo();
void show();
>;

Обратим внимание, каким образом наследуется класс road_vehicle. Общая форма записи насле­дования имеет следующий вид

class имя_нового_класса: доступ наследуемый_класс <
//тело нового класса
>

Здесь использование доступ факультативно, но если оно используется, то должно принимать значение public или private. Пока же все наследуемые классы будут использовать спецификатор public. Он означает, что все члены класса-предшественника, имеющие спецификатор доступа public, сохраняют тот же спецификатор досту­па во всех производных классах. Поэтому в данном примере члены класса truck имеют доступ к функциям-членам класса road_vehicle так, как если бы эти функции-члены были объявлены внут­ри класса truck. Однако функции-члены класса truck не имеют доступа к частным членам класса road_vehicle.

Следующая программа иллюстрирует наследование с помощью создания двух подклассов клас­са road_vehicle: truck и automobile:

#include
class road_vehicle <
int wheels;
int passengers;
public:
void set_wheels(int num);
int get_wheels ();
void set_pass(int num);
int get_pass ();
>;
class truck: public road_vehicle <
int cargo;
public:
void set_cargo(int size);
int get_cargo();
void show ();
>;
enum type ;
class automobile: public road_vehicle <
enum type car_type;
public:
void set_type (enum type t);
enum type get_type();
void show();
>;
void road_vehicle::set_wheels(int num)
<
wheels = num;
>
int road_vehicle::get_wheels()
<
return wheels;
>
void road_vehicle::set_pass(int num)
<
passengers = num;
>
int road_vehicle::get_pass()
<
return passengers;
>
void truck::set_cargo(int num)
<
cargo = num;
>
int truck::get_cargo ()
<
return cargo;
>
void truck::show ()
<
cout

Что такое объектно-ориентированное программирование

Автор: Сергей Никонов

Этот вопрос задают на каждом собеседовании кандидату на должность программиста. Если программист не сможет ответить на этот вопрос, интервьюер, как минимум, засомневается в вашей компетенции и скорее всего вас не примут на работу в хорошую ИТ-компанию. Для того, чтобы ответить на вопрос что такое ООП, вам нужно не только выучить три свойства объектно-ориентированного программирования, но и понимать что такое инкапсуляция, полиморфизм и наследование.

Введение в объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это популярная парадигма программирования, пришедшая на смену процедурному подходу в программировании.

Процедурное программирование — это монолитная программа с набором инструкций для выполнения, с ветвлениями и подпрограммами.

Для понимания разницы между процедурным программированием и ООП программированием, я приведу примеры одного и того же кода в разных парадигмах.

Пример кода на PHP процедурного программирования:

Пример кода на PHP в объектно-ориентированном стиле программирования:

На первый взгляд, может показаться, что во втором примере, где мы используем объектно-ориентированное программирование, слишком много лишнего кода и первый пример процедурного программирования лучше. Это утверждение и верно и неверно одновременно.

Какой подход использовать вам ООП или процедурный, зависит от задачи поставленной перед вами. Если вам нужно создать код для одноразового использования и этот код можно написать четырьмя или пяти строчками, тогда вы можете использовать процедурный подход программирования.

В том случае, если задача будет повторяться и постоянно меняться условия выполнения программы — лучше использовать объектно-ориентированное программирование.

Что такое класс (class)

Класс — это набор полей и методов программы. Рассмотрим прошлый пример. У нас есть класс Human:

Human — это имя класса.
$words — это поле класса (или переменная класса)
setWords, getWords(), sayIt() — это методы класса

Базовые принципы объектно-ориентированного программирования

Объектно-ориентированное программирование базируется на трех основных принципах. Это инкапсуляция, полиморфизм и наследование. На этих трех базовых принципах мы остановимся подробнее.

Для лучшего понимания я буду приводить примеры из реальных объектов в жизни. Это кстати одна из особенностей объектно-ориентированного программирования.

Что такое инкапсуляция

Инкапсуляция — это понятие в объектно-ориентированном программирование обозначающее защиту данных (сокрытие данных) от внешнего пользователя.

Для лучшего понимания, приведу пример инкапсуляции в жизни на примере телефона:

Чтобы совершить звонок по сотовому телефону, вам необязательно знать как работают сотовые сети, где расположены вышки связи, как у них организованно хранение данных и прочее. Все что вам нужно знать, чтобы совершить звонок по сотовому телефону — это что у вас должен быть номер того абонента, кому вы хотите позвонить и деньги на счету.

Свойство инкапсуляции в объектно-ориентированном программировании обозначает то, что нужно дать пользователю вашей программы доступ только к нужным интерфейсам (методам) и скрыть доступы к внутренним приватным методам и полям вашего класса.

Пример инкапсуляции на примере класса Human:

В этом примере мы добавили в класс Human приватное поле пол ($sex). Ключевое слово private обозначает, что мы не сможем получить доступ к переменной $sex из вне класса.

Если мы попытаемся обратиться к полю $seх из вне класса, тогда мы получим ошибку:

$human->sex = «11»; Fatal error: Cannot access private property Human::$sex

Для того, чтобы задать поле пол, нам нужно обратиться к методу setSex() и передать ему в качестве параметра пол Human. В этом методе стоит проверка, male или female (мужчина или женщина).

Если в качестве параметра мы попробуем передать другой параметр в этот метод, например $human->setSex(“123″), тогда метод вернет нам ошибку.

Инкапсуляция очень полезное свойство объектно-ориентированного подхода в программировании и оно используется очень часто. Инкапсуляция также полезна, когда над проектом работают одновременное несколько человек.

Вы заранее можете дать другим программистам список методов вашего класса (или интерфейса), а они в свою очередь могу работать над своими классами.

Что такое наследование

Наследование — это второе свойство объектно-ориентированного программирования, позволяющее наследовать функционал (набор полей и методов) одного класса в другой.

Пример наследования из жизни очень простой:

Когда вы родились, у вас уже был набор базовых функций: Вы могли дышать, кричать, чувствовать боль, ваш организм мог выделять пот, когда вам жарко, а желудок переваривать пищу.

За вами тянется целая эволюционная цепочка генов, начиная с генов древних предков обезьян, заканчивая генами современного человека — вашими родителями. В объектно-ориентированном программирование, наследование тоже самое свойство.

Иными словами, если вы применяете наследование в ООП, вам не нужно реализовывать общий базовый функционал других классов, а достаточно применить наследование и ваш класс уже обладает знаниями родительских классов.

Наследование в объектно-ориентированном программированием обозначается ключевым словом extends. Давайте изменим класс Human и применив наследование ООП, создадим классы мужчины и женщины.

В результате выполнения программы, мы увидим следующее:

Меня зовут Sergey и у меня растет борода

Меня зовут Maria и я рожаю детей

В этом примере, классы Мужчина и Женщина унаследовали от родительского класса Human общий метод say(), то есть, и Мужчина и Женщина у нас умеют говорить, но для Мужчины и Женщины, мы ввели свои особенности: У мужчины растет борода, а женщина умеет рожать детей.

Метод под названием __construct — это конструктор класса. Что такое конструктор класса, читайте в статье.

Что такое полиморфизм

Полиморфизм — это свойство объектно-ориентированного программирования, позволяющее одному и тому же методу вести себя по разному. Звучит сложно, я приведу пример полиморфизма из жизни, чтобы вам сразу все стало ясно 🙂

Пример полиморфизма из жизни:

Когда вы приходите в супермаркет, кассир на кассе может не только продать вам один товар, например хлеб, но и продать другие продукты в вашей корзине. И более того, кассир может принять от вас как наличные деньги, так и кредитную карту.

Как вы видите, полиморфизм это не такое уж сложное для понимания свойство объектно-ориентированного программирования.

Если полиморфизм перенести на пример с классами — то это общий метод для объектов.

Давайте посмотрим на примере реализацию полиморфизма в PHP:

У меня мужской голос, меня зовут Sergey и у меня растет борода
У меня женский голос, меня зовут Maria и я рожаю детей

Мы модифицировали наши прошлые классы и добавили такие понятия объектно-ориентированного программирования как Интерфейс и Абстрактный класс.

Обратите внимание, что метод say() в классах Man и Women мы реализуем по-разному. Это и есть полиморфизм.

Что такое интерфейс в ООП

Интерфейс — это шаблонный класс без реализации. То есть в интерфейсе мы только задаем методы и эти методы обязаны реализовать классы.

В нашем прошлом примере наш интерфейс Say с единственным методом say():

Этот интерфейс мы имплементируем в абстрактном классе Human. Для того чтобы имплементировать интерфейс, после названия класса нужно дописать ключевое слово implements.

Что такое абстрактный класс в ООП

Абстрактный класс в ООП — это класс шаблонный класс от которого нельзя создать экземпляр класса.

Это значит, что мы не можем с абстрактным классом сделать так:

$human = new Human(«name»);

Если мы попытаемся создать экземпляр абстрактного класса, интерпретатор PHP выдаст ошибку.

Абстрактный класс мы можем только наследовать. Взгляните еще раз на абстракный класс. Перед классом он содержит ключевое слово abstract. Также он имплементирует интерфейс Say (implements).

Выводы о ООП

Объектно-ориентированный подход в программировании — это удобный способ организовать структуру программы и когда ваш проект разрастается функционально, благодаря ООП проект легко поддерживать другим разработчикам.

Обратите внимание, я сознательно очень упростил примеры, для того, чтобы начинающим программистам проще было разобраться с ООП.

В следущих статьях мы поговорим о таких ключевых словах как public, private, protected, static и рассмотрим еще примеры. Если у вас остались вопросы, пишите комментарии и мы обязательно попробуем вам подсказать решение.

Вступайте в нашу группу VK и следите за новыми материалами.

Для того, чтобы посмотреть видео, зарегистрируйтесь в личном кабинете

Наследование

Особенностью ООП является поощрение повторного использования кода при помощи механизма наследования. Новый класс производится от существующего, называемого базовым классом. Производный класс использует члены базового класса, но может также изменять и дополнять их.

Многие типы представляют собой вариации на темы существующих. Часто бывает утомительно разрабатывать новый код для каждого из них. Кроме того, новый код – новые ошибки. Производный класс наследует описание базового класса, делая ненужными повторную разработку и тестирование кода. Отношения наследования иерархичны.

Иерархия — это метод, позволяющий копировать элементы во всем их многообразии и сложности. Она вводит классификацию объектов. Например, в периодической системе элементов есть газы. Они обладают свойствами, присущими всем элементам системы.

Инертные газы – следующий важный подкласс. Иерархия заключается в том, что инертный газ, например, аргон – это газ, а газ, в свою очередь является элементом системы. Такая иерархия позволяет легко толковать поведение инертных газов. Мы знаем, что их атомы содержат протоны и электроны, что верно и для прочих элементов.

Мы знаем, что они пребывают в газообразном состоянии при комнатной температуре, как все газы. Мы знаем, что ни один газ из подкласса инертных газов не вступает в обычную химическую реакцию ни с одним из элементов, и это свойство всех инертных газов.

Рассмотрим наследование на примере геометрических фигур. Для описания всего многообразия простых фигур (круг, треугольник, прямоугольник, квадрат и так далее) лучше всего создать базовый класс (АТД), который является прародителем всех производных классов.

Создадим базовый класс CShape, в котором есть только самые общие члены, описывающие фигуру. Эти члены описывают свойства, присущие любой фигуре – тип фигуры и координаты основной точки привязки.

//— Базовый класс Фигура
class CShape
<
protected :
int m_type; // тип фигуры
int m_xpos; // X — координата точки привязки
int m_ypos; // Y — координата точки привязки
public :
CShape() // конструктор
void SetXPos( int x) // установим X
void SetYPos( int y) // установим Y
>;

Далее создадим от базового класса производные классы, в которых добавим необходимые поля, уточняющие каждый конкретный класс. Для фигуры Circle (круг) необходимо добавить член, который содержит значение радиуса. Фигура Quadrate (квадрат) характеризуется значением стороны квадрата. Поэтому производные классы, унаследованнные от базового класса CShape, будут объявлены таким образом:

//— производный класс Круг
class CCircle : public CShape // после двоеточия указывается базовый класс,
< // от которого производится наследование
private :
int m_radius; // радиус круга

public :
CCircle() // конструктор, тип равен 1
>;

Для квадрата объявление класса выглядит аналогично:

//— производный класс Квадрат
class CSquare : public CShape // после двоеточия указывается базовый класс,
< // от которого производится наследование
private :
int m_square_side; // сторона квадрата

public :
CSquare() // конструктор, тип равен 2
>;

Необходимо отметить, что при создании объекта сначала вызывается конструктор базового класса, затем конструктор производного класса. При уничтожении объекта сначала вызывается деструктор производного класса, а затем деструктор базового класса.

Таким образом, объявив в базовом классе наиболее общие члены, в производных классах мы можем добавлять дополнительные члены, которые уточняют конкретный класс. Наследование позволяет создавать мощные библиотеки кода, которые можно использовать многократно и повторно.

Синтаксис создания производного класса от уже существующего выглядит следующим образом:

class имя_класса :
( public | protected | private ) opt имя_базового_класса
<
объявления членов
>;

Одним из аспектов производного класса является видимость (открытость) его членов-наследников. Ключевые слова public, protected и private используются для указания того, насколько члены базового класса будут доступны из производного. Использование в заголовке производного класса ключевого класса public, следующего за двоеточием, означает, что защищенные и открытые (protected и public) члены базового класса CShape должны наследоваться как защищенные и открытые члены производного класса CCircle.

При создании производного класса в MQL4 по умолчанию используется наследование private, для структур — public.

Закрытые члены базового класса недоступны производному классу. Открытое наследование означает также, что производные классы (CCircle и CSquare) являются CShape. То есть, квадрат (CSquare) является фигурой (CShape), но фигура не обязательно должна быть квадратом.

Производный класс является модификацией базового класса; он наследует защищенные и открытые члены базового класса. Не могут только наследоваться конструкторы и деструкторы базового класса. Часто в производный класс добавляются новые члены в дополнение к членам базового класса.

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.

При защищенном наследовании открытые и защищенные члены базового класса становятся защищенными членами производного класса. При закрытом наследовании открытые и защищенные члены базового класса становятся закрытыми членами производного класса.

При защищенном и закрытом наследованиях не справедливо отношение, что объект производного класса является объектом базового класса. Защищенное и закрытое наследование встречаются редко и каждое из них нужно использовать с большой осторожностью.

Необходимо понимать, что тип наследования (public, protected или private) никак не влияет на способы доступа к членам базовых классов в иерархии наследования из потомка (наследника) . При любом типе наследования из производных классов будут доступны только члены базового класса, объявленные со спецификаторами доступа public и protected. Рассмотрим вышесказанное на примере:

#property copyright «Copyright 2011, MetaQuotes Software Corp.»
#property link «https://www.mql5.com»
#property version «1.00»
//+——————————————————————+
//| Класс-пример с несколькими типами доступа |
//+——————————————————————+
class CBaseClass
<
private : //— закрытый член недоступен из потомков
int m_member;
protected : //— защищенный метод доступен из базового класса и его потомков
int Member() < return (m_member);>
public : //— конструктор класса доступен всем
CBaseClass();
private : //— закрытый метод для присвоения значения члену m_member
void Member( int value) < m_member=value;>;

>;
//+——————————————————————+
//| Производный класс с ошибками |
//+——————————————————————+
class CDerived: public CBaseClass // public наследование нужно указывать явно, для классов умолчанию используется private
<
public :
void Func() // определим в потомке функцию с обращениями к членам базового класса
<
//— попытка модификации закрытого члена базового класса
m_member=0; // ошибка, закрытый член базового класса никому не доступен
Member(0); // ошибка, закрытый метод базового класса не доступен в потомках
//— чтение члена базового класса
Print (m_member); // ошибка, закрытый член базового класса никому не доступен
Print (Member()); // нет ошибки, защищенный метод доступен из базового класса и его потомков
>
>;

В приведенном примере класс CBaseClass имеет только один публичный метод – конструктор. Конструкторы вызываются автоматически при создании объекта класса. Поэтому извне никак нельзя обратиться ни к закрытому члену m_member, ни к защищенному методу Member(). Но при этом при открытом (public) наследовании метод Member() базового класса будет доступен из потомков.

При защищенном ( protected ) наследовании все члены базового класса с открытым и защищенным доступом становятся защищенными. Это означает, что если открытые члены-данные и методы базового класса были доступны извне, то при защищенном наследовании теперь они доступны только из классов самого потомка и его последующих производных классах.

//+——————————————————————+
//| Класс-пример с несколькими типами доступа |
//+——————————————————————+
class CBaseMathClass
<
private : //— закрытый член недоступен из потомков
double m_Pi;
public : //— получение и установка значения для m_Pi
void SetPI( double v);
double GetPI()< return m_Pi;>;
public : // конструктор класса доступен всем
CBaseMathClass() ;
>;
//+——————————————————————+
//| Производный класс, в котором нельзя уже изменить m_Pi |
//+——————————————————————+
class CProtectedChildClass: protected CBaseMathClass // защищенное наследование
<
private :
double m_radius;
public : //— открытые методы в потомке
void SetRadius( double r);
double GetCircleLength()< return GetPI()*m_radius;>;
>;
//+——————————————————————+
//| Функция запуска скрипта |
//+——————————————————————+
void OnStart ()
<
//— при создании потомка констурктор базового класса вызовется автоматически
CProtectedChildClass pt;
//— укажем радиус
pt.SetRadius(10);
PrintFormat ( «Length=%G» ,pt.GetCircleLength());
//— если раскомментировать строку ниже, то получим ошибку на этапе компиляции,так как метод SetPi() стал защищенным
// pt.SetPI(3);

//— а теперь объявим переменную базового класса и попробуем задать константу Pi равной 10
CBaseMathClass bc;
bc.SetPI(10);
//— посмотрим что получилось
PrintFormat ( «bc.GetPI()=%G» ,bc.GetPI());
>

В данном пример показано, что методы SetPI() и GetPI() в базовом классе CBaseMathClass являются открытыми и доступны для вызова из любого места программы. Но в то же время для его потомка CProtectedChildClass вызовы этих методов можно делать только из методов самого класса CProtectedChildClass или его потомков.

При закрытом ( private ) наследовании все члены базового класса с доступом public и protected становятся закрытыми, и при дальнейшем наследовании обращение к ним становится невозможным.

Наследование (программирование)

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Насле́дование — механизм объектно-ориентированного программирования (наряду с инкапсуляцией, полиморфизмом и абстракцией), позволяющий описать новый класс на основе уже существующего (родительского), при этом свойства и функциональность родительского класса заимствуются новым классом.

    Другими словами, класс-наследник реализует спецификацию уже существующего класса (базовый класс). Это позволяет обращаться с объектами класса-наследника точно так же, как с объектами базового класса.

    Содержание

    Типы наследования

    Простое наследование

    Класс, от которого произошло наследование, называется базовым или родительским (англ. base class ). Классы, которые произошли от базового, называются потомками, наследниками или производными классами (англ. derived class ).

    В некоторых языках используются абстрактные классы. Абстрактный класс — это класс, содержащий хотя бы один абстрактный метод, он описан в программе, имеет поля, методы и не может использоваться для непосредственного создания объекта. То есть от абстрактного класса можно только наследовать. Объекты создаются только на основе производных классов, наследованных от абстрактного. Например, абстрактным классом может быть базовый класс «сотрудник вуза», от которого наследуются классы «аспирант», «профессор» и т. д. Так как производные классы имеют общие поля и функции (например, поле «год рождения»), то эти члены класса могут быть описаны в базовом классе. В программе создаются объекты на основе классов «аспирант», «профессор», но нет смысла создавать объект на основе класса «сотрудник вуза».

    Множественное наследование

    При множественном наследовании у класса может быть более одного предка. В этом случае класс наследует методы всех предков. Достоинства такого подхода в большей гибкости. Множественное наследование реализовано в C++. Из других языков, предоставляющих эту возможность, можно отметить Python и Эйфель. Множественное наследование поддерживается в языке UML.

    Множественное наследование — потенциальный источник ошибок, которые могут возникнуть из-за наличия одинаковых имен методов в предках. В языках, которые позиционируются как наследники C++ (Java, C# и др.), от множественного наследования было решено отказаться в пользу интерфейсов. Практически всегда можно обойтись без использования данного механизма. Однако, если такая необходимость все-таки возникла, то, для разрешения конфликтов использования наследованных методов с одинаковыми именами, возможно, например, применить операцию расширения видимости — «::» — для вызова конкретного метода конкретного родителя.

    Попытка решения проблемы наличия одинаковых имен методов в предках была предпринята в языке Эйфель, в котором при описании нового класса необходимо явно указывать импортируемые члены каждого из наследуемых классов и их именование в дочернем классе.

    Большинство современных объектно-ориентированных языков программирования (C#, Java, Delphi и др.) поддерживают возможность одновременно наследоваться от класса-предка и реализовать методы нескольких интерфейсов одним и тем же классом. Этот механизм позволяет во многом заменить множественное наследование — методы интерфейсов необходимо переопределять явно, что исключает ошибки при наследовании функциональности одинаковых методов различных классов-предков.

    Полиморфизм (программирование)

  • Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Полиморфи́зм (от греч. πολὺ- — много, и μορφή — форма) в языках программирования — возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.

Язык программирования поддерживает полиморфизм, если классы с одинаковой спецификацией могут иметь различную реализацию — например, реализация класса может быть изменена в процессе наследования [1] .

Кратко смысл полиморфизма можно выразить фразой: «Один интерфейс, множество реализаций».

Полиморфизм позволяет писать более абстрактные программы и повысить коэффициент повторного использования кода. Общие свойства объектов объединяются в систему, которую могут называть по-разному — интерфейс, класс. Общность имеет внешнее и внутреннее выражение:

  • внешняя общность проявляется как одинаковый набор методов с одинаковыми именами и сигнатурами (именами методов, типами аргументов и их количеством);
  • внутренняя общность — одинаковая функциональность методов. Её можно описать интуитивно или выразить в виде строгих законов, правил, которым должны подчиняться методы. Возможность приписывать разную функциональность одному методу (функции, операции) называется перегрузкой метода (перегрузкой функций, перегрузкой операций).
  • Класс геометрических фигур (эллипс, многоугольник) может иметь методы для геометрических трансформаций (смещение, поворот, масштабирование).

    Класс потоков имеет методы для последовательной передачи данных. Потоком может быть информация, вводимая пользователем с терминала, обмен данными по компьютерной сети, файл (если требуется последовательная обработка данных, например, при разборе исходных текстов программ).

    В объектно-ориентированных языках

    В объектно-ориентированных языках класс является абстрактным типом данных. [Прим. 1] Полиморфизм реализуется с помощью наследования классов и виртуальных функций. Класс-потомок наследует сигнатуры методов класса-родителя, а реализация, в результате переопределения метода, этих методов может быть другой, соответствующей специфике класса-потомка. Другие функции могут работать с объектом как с экземпляром класса-родителя, но если при этом объект на самом деле является экземпляром класса-потомка, то во время исполнения будет вызван метод, переопределенный в классе-потомке. Это называется поздним связыванием. [Примером использования может служить обработка массива, содержащего экземпляры как класса-родителя, так и класса-потомка: очевидно, что такой массив может быть объявлен только как массив типа класса-родителя и у объектов массива могут вызываться только методы этого класса, но если в классе-потомке какие-то методы были переопределены, то в режиме исполнения для экземпляров этого класса будут вызваны именно они, а не методы класса-родителя.]

    Класс-потомок сам может быть родителем. Это позволяет строить сложные схемы наследования — древовидные или сетевидные.

    Абстрактные (или чисто виртуальные) методы не имеют реализации вообще (на самом деле некоторые языки, например C++, допускают реализацию абстрактных методов в родительском классе). Они специально предназначены для наследования. Их реализация должна быть определена в классах-потомках.

    Класс может наследовать функциональность от нескольких классов. Это называется множественным наследованием. Множественное наследование создаёт известную проблему (в C++), когда класс наследуется от нескольких классов-посредников, которые в свою очередь наследуются от одного класса (так называемая «Проблема ромба»): если метод общего предка был переопределён в посредниках, неизвестно, какую реализацию метода должен наследовать общий потомок. Решается эта проблема путём отказа от множественного наследования для классов и разрешением множественного наследования для полностью абстрактных классов (то есть интерфейсов) (C#, Delphi, Java), либо через виртуальное наследование (C++).

    В функциональных языках

    Полиморфизм в функциональных языках будет рассмотрен на примере языка Haskell.

    В Haskell существует два вида полиморфизма — параметрический (чистый) и специальный, (на основе классов [Прим. 2] ). Специальный называют еще ad hoc (от лат. ad hoc — специально). Их можно отличить следующим образом:

    В случае параметрического полиморфизма функция реализована для всех классов одинаково, и, таким образом, реализована вообще для произвольного типа данных. Например, функция сортировки одинакова для данных любого типа, если функция сравнения данных задана отдельно. См. также Метапрограммирование.

    Специальный полиморфизм

    Специальный (или лат. ad hoc ) полиморфизм допускает специальную реализацию для данных каждого типа. Например, используемая в нашем примере функцией сортировки функция сравнения должна быть определена по-разному для чисел, кортежей, списков, т. е. она является специально полиморфной. [источник не указан 931 день]

    В Haskell есть деление на классы и экземпляры (instance), которого нет в ООП. Класс определяет набор и сигнатуры методов (возможно, задавая для некоторых или всех из них реализации по умолчанию), а экземпляры реализуют их. Таким образом, автоматически отпадает проблема множественного наследования. Классы не наследуют и не переопределяют методы других классов — каждый метод принадлежит только одному классу. Такой подход проще, чем сложная схема взаимоотношений классов в ООП. Некоторый тип данных может принадлежать нескольким классам; класс может требовать, чтобы каждый его тип обязательно принадлежал к другому классу, или даже нескольким; такое же требование может выдвигать экземпляр. Это аналоги множественного наследования. Есть и некоторые свойства, не имеющие аналогов в ООП. Например, реализация списка, как экземпляра класса сравнимых величин, требует, чтобы элементы списка также принадлежали к классу сравнимых величин.

    Программистам, переходящим от ООП к ФП, следует знать важное отличие их системы классов. Если в ООП класс «привязан» к объекту, т. е. к данным, то в ФП — к функции. В ФП сведения о принадлежности к классу передаются при вызове функции, а не хранятся в полях объекта. Такой подход, в частности, позволяет решить проблему метода нескольких объектов (в ООП метод вызывается у одного объекта). Пример: метод сложения (чисел, строк) требует двух аргументов, причем одного типа.

    Неявная типизация

    В некоторых языках программирования (например, в Python и Ruby) применяется так называемая утиная типизация [2] (другие названия: латентная, неявная), которая представляет собой разновидность сигнатурного полиморфизма. Таким образом, например, в языке Python полиморфизм не обязательно связан с наследованием.

    Формы полиморфизма

    Статический и динамический полиморфизм

    (упоминается в классической книге Саттера и Александреску, которая является источником).

    Полиморфизм может пониматься как наличие точек кастомизации в коде, когда один и тот же написанный программистом фрагмент кода может означать разные операции в зависимости от чего-либо.

    В одном случае конкретный смысл фрагмента зависит от того, в каком окружении код был построен. Это т.н. статический полиморфизм. Перегрузка функций, шаблоны в Си++ реализуют именно статический полиморфизм. Если в коде шаблонного класса вызвана, например, std::sort, то реальный смысл вызова зависит от того, для каких именно типовых параметров будет развернут данный шаблон — вызовется одна из std::sort .

    В другом случае конкретный смысл фрагмента определяется только на этапе исполнения и зависит от того, как именно и где именно был построен данный объект. Это обычный, динамический полиморфизм, реализуется через виртуальные методы.

    Полиморфизм включения

    Этот полиморфизм называют чистым полиморфизмом. Применяя такую форму полиморфизма, родственные объекты можно использовать обобщенно. С помощью замещения и полиморфизма включения можно написать один метод для работы со всеми типами объектов TPerson. Используя полиморфизм включения и замещения можно работать с любым объектом, который проходит тест «is-A». Полиморфизм включения упрощает работу по добавлению к программе новых подтипов, так как не нужно добавлять конкретный метод для каждого нового типа, можно использовать уже существующий, только изменив в нем поведение системы. С помощью полиморфизма можно повторно использовать базовый класс; использовать любого потомка или методы, которые использует базовый класс.

    Параметрический полиморфизм

    Используя Параметрический полиморфизм можно создавать универсальные базовые типы. В случае параметрического полиморфизма, функция реализуется для всех типов одинаково и таким образом функция реализована для произвольного типа. В Параметрическом полиморфизме рассматриваются параметрические методы и типы.

    Если полиморфизм включения влияет на наше восприятие объекта, то параметрические полиморфизм влияет на используемые методы, так как можно создавать методы родственных классов, откладывая объявление типов до времени выполнения. Для избежания написания отдельного метода каждого типа применяется параметрический полиморфизм, при этом тип параметров будет являться таким же параметром, как и операнды.

    Вместо того, чтобы писать класс для каждого конкретного типа следует создать типы, которые будут реализованы во время выполнения программы то есть мы создаем параметрический тип.

    Полиморфизм переопределения

    Абстрактные методы часто относятся к отложенным методам. Класс, в котором определен этот метод может вызвать метод и полиморфизм обеспечивает вызов подходящей версии отложенного метода в дочерних классах. Специальный полиморфизм допускает специальную реализацию для данных каждого типа.

    Полиморфизм-перегрузка

    Это частный случай полиморфизма. С помощью перегрузки одно и то же имя может обозначать различные методы, причем методы могут различаться количеством и типом параметров, то есть не зависят от своих аргументов. Метод может не ограничиваться специфическими типами параметров многих различных типов.

    Сравнение полиморфизма в функциональном и объектно-ориентированном программировании

    Система классов в ФП и в ООП устроены по-разному, поэтому к их сравнению следует подходить очень осторожно.

    Полиморфизм является довольно обособленным свойством языка программирования. Например, классы в C++ изначально были реализованы как препроцессор для C. Для Haskell же существует алгоритм трансляции программ, использующих специальный полиморфизм, в программы с исключительно параметрическим полиморфизмом.

    Несмотря на концептуальные различия систем классов в ФП и ООП, реализуются они примерно одинаково — с помощью таблиц виртуальных методов.Используется часто в Java.

    Наследование программирование это

    Предположим, на сайте нужны три вида публикаций — новости, объявления и статьи. В чем-то они похожи — у всех них есть заголовок и текст, у новостей и объявлений есть дата. В чем-то они разные — у статей есть авторы, у новостей — источники, а у объявлений — дата, после которой оно становится не актуальным.

    Самые простые варианты, которые приходят в голову — написать три отдельных класса и работать с ними. Или написать один класс, в которым будут все свойства, присущие всем трем типам публикаций, а задействоваться будут только нужные. Но ведь для разных типов аналогичные по логике методы должны работать по-разному. Делать несколько однотипных методов для разных типов (get_news, get_announcements, get_articles) — это уже совсем неграмотно. Тут нам и поможет полиморфизм.

    Абстрактный класс

    Грубо говоря, это класс-шаблон. Он реализует функциональность только на том уровне, на котором она известна на данный момент. Производные же классы ее дополняют. Но, пора перейти от теории к практике. Сразу оговорюсь, рассматривается примитивный пример с минимальной функциональностью. Все объяснения — в комментариях в коде.

    abstract class Publication
    <
    // таблица, в которой хранятся данные по элементу
    protected $table ;

    // свойства элемента нам неизвестны
    protected $properties = array();

    // конструктор
    public function __construct ( $id )
    <
    // обратите внимание, мы не знаем, из какой таблицы нам нужно получить данные
    $result = mysql_query ( ‘SELECT * FROM `’ . $this -> table . ‘` WHERE `id`=»‘ . $id . ‘» LIMIT 1’ );
    // какие мы получили данные, мы тоже не знаем
    $this -> properties = mysql_fetch_assoc ( $result );
    >

    // метод, одинаковый для любого типа публикаций, возвращает значение свойства
    public function get_property ( $name )
    <
    if (isset( $this -> properties [ $name ]))
    return $this -> properties [ $name ];

    // метод, одинаковый для любого типа публикаций, устанавливает значение свойства
    public function set_property ( $name , $value )
    <
    if (!isset( $this -> properties [ $name ]))
    return false ;

    $this -> properties [ $name ] = $value ;

    // а этот метод должен напечатать публикацию, но мы не знаем, как именно это сделать, и потому объявляем его абстрактным
    abstract public function do_print ();
    >

    Производные классы

    Теперь можно перейти к созданию производных классов, которые и реализуют недостающую функциональность.

    class News extends Publication
    <
    // конструктор класса новостей, производного от класса публикаций
    public function __construct ( $id )
    <
    // устанавливаем значение таблицы, в которой хранятся данные по новостям
    $this -> table = ‘news_table’ ;
    // вызываем конструктор родительского класса
    parent :: __construct ( $id );
    >

    // переопределяем абстрактный метод печати
    public function do_print ()
    <
    echo $this -> properties [ ‘title’ ];
    echo ‘

    ‘ ;
    echo $this -> properties [ ‘text’ ];
    echo ‘
    Источник: ‘ . $this -> properties [ ‘source’ ];
    >
    >

    class Announcement extends Publication
    <
    // конструктор класса объявлений, производного от класса публикаций
    public function __construct ( $id )
    <
    // устанавливаем значение таблицы, в которой хранятся данные по объявлениям
    $this -> table = ‘announcements_table’ ;
    // вызываем конструктор родительского класса
    parent :: __construct ( $id );
    >

    // переопределяем абстрактный метод печати
    public function do_print ()
    <
    echo $this -> properties [ ‘title’ ];
    echo ‘
    Внимание! Объявление действительно до ‘ . $this -> properties [ ‘end_date’ ];
    echo ‘

    class Article extends Publication
    <
    // конструктор класса статей, производного от класса публикаций
    public function __construct ( $id )
    <
    // устанавливаем значение таблицы, в которой хранятся данные по статьям
    $this -> table = ‘articles_table’ ;
    // вызываем конструктор родительского класса
    parent :: __construct ( $id );
    >

    ‘ ;
    echo $this -> properties [ ‘text’ ];
    echo ‘
    © ‘ . $this -> properties [ ‘author’ ];
    >
    >

    Теперь об использовании

    Суть в том, что один и тот же код используется для обьектов разных классов.

    // наполняем массив публикаций объектами, производными от Publication
    $publications [] = new News ( $news_id );
    $publications [] = new Announcement ( $announcement_id );
    $publications [] = new Article ( $article_id );

    foreach ( $publications as $publication ) <
    // если мы работаем с наследниками Publication
    if ( $publication instanceof Publication ) <
    // то печатаем данные
    $publication -> do_print ();
    > else <
    // исключение или обработка ошибки
    >
    >

    Вот и все. Легким движением руки брюки превращаются в элегантные шорты :-).

    Основная выгода полиморфизма — легкость, с которой можно создавать новые классы, «ведущие себя» аналогично родственным, что, в свою очередь, позволяет достигнуть расширяемости и модифицируемости. В статье показан всего лишь примитивный пример, но даже в нем видно, насколько использование абстракций может облегчить разработку. Мы можем работать с новостями точно так, как с объявлениями или статьями, при этом нам даже не обязательно знать, с чем именно мы работаем! В реальных, намного более сложных приложениях, эта выгода еще ощутимей.

    Немного теории

  • Методы, которые требуют переопределения, называются абстрактными. Логично, что если класс содержит хотя бы один абстрактный метод, то он тоже является абстрактным.
  • Очевидно, что обьект абстрактного класса невозможно создать, иначе он не был бы абстрактным.
  • Производный класс имеет свойства и методы, принадлежащие базовому классу, и, кроме того, может иметь собственные методы и свойства.
  • Метод, переопределяемый в производном классе, называется виртуальным. В базовом абстрактном классе об этом методе нет никакой информации.
  • Суть абстрагирования в том, чтобы определять метод в том месте, где есть наиболее полная информация о том, как он должен работать.
  • UPD: по поводу sql-inj и нарушения MVC — господа, это просто пример, причем пример по полиморфизму, в котором я не считаю нужным уделять значения этим вещам. Это тема для совсем других статей.

    4.3. Принципы объектно-ориентированного программирования: инкапсуляция, наследование и полиморфизм

    В основе классов лежат три фундаментальных принци­па — инкапсуляция, наследование и полиморфизм.

    Инкапсуляция. Проектирование программных и техниче­ских систем базируется на том условии, что никакая подсистема данного уровня не должна зависеть от устройства любой другой подсистемы этого уровня. Такая независимость внутреннего уст­ройства одного объекта от внутреннего устройства другого называ­ется инкапсуляцией.

    Принцип инкапсуляции использовался в технологии модульно­го программирования. В модуле в явной форме введена инкапсуля­ция путем разделения его на секции интерфейса и реализации.

    В объектно-ориентированном программировании принцип ин­капсуляции используется для изоляции класса от остальных частей программы, чтобы сделать его самодостаточным для решения кон­кретной задачи. Например, класс TForm в среде Delphi содержит (инкапсулирует в себе) все необходимое для создания Windowsокна, класс ТМето представляет собой полнофункциональный тек­стовый редактор, класс TTimer обеспечивает работу программы с таймером и т. д.

    Инкапсуляция достигается путем совмещения в одной записи языка программирования структур данных с процедурами и функциями, которые манипулируют полями данных этой записи, для получения нового типа данных

    класса. Инкапсуляция позволяет защитить по интерфейсу доступ к полям и методам. Доступ разре­шается лишь к открытым методам и полям. Полная совокупность методов и тонкости их реализаций являются скрытыми.

    function MyFunc(a: Integer): Integer;

    procedure MyProc; end;

    Путем использования принципа инкапсуляции появляется воз­можность осуществлять обмен готовыми к работе программными заготовками. Например, библиотека классов Delphi это, фактиче­ски, набор кирпичиков для построения прикладных программ.

    Наследование. Число абстракций в сложных программных системах намного превышает наши возможности их осознания. Инкапсуляция частично помогает устранить это препятствие, уби­рая из поля зрения внутреннее содержание абстракций.

    Однако значительное упрощение понимания сложных задач достигается за счет усложнения иерархии. Под иерархией здесь понимается упорядочение абстракций, расположение их по уров­ням. Усложнение иерархии от уровня к уровню достигается за счет наследования.

    Принцип наследования оперирует с понятиями «предок — потомок» и предусматривает расширение набора свойств наследника за счет принятия всех свойств предка.

    Любой класс может быть порожден от другого класса. Для это­го при его объявлении указывается имя класса-родителя:

    TChildCIass = class (TParentClass )

    Порожденный класс автоматически наследует поля, методы и свойства своего родителя и может добавлять их новыми. Таким образом, принцип наследования обеспечивает поэтапное создание сложных классов и разработку собственных библиотек классов.

    Все классы в Object Pascal порождены от единственного роди­теля — класса TObject. Этот класс не имеет полей и свойств, но включает в себя методы самого общего назначения, обеспечивающие весь жизненный цикл любых объектов — от их создания до уничтожения. Поэтому программист не может создать класс, кото­рый не был бы дочерним классом TObject. Следующие два объяв­ления идентичны.

    TaClass = class(TObject) TaClass = class

    Принцип наследования приводит к созданию ветвящегося дере­ва классов. Каждый потомок дополняет возможности своего роди­теля новыми и передает их своим потомкам. Например, класс TPersistent обогащает возможности своего родителя TObject тем, что он умеет сохранять данные в файле и получать их из него, в резуль­тате это умеют делать и все его потомки. Класс TComponent, в свою очередь, умеет взаимодействовать со средой разработчика и пере­дает это умение своим потомкам. TControl не только способен ра­ботать с файлами и средой разработчика, но он еще умеет созда­вать и обслуживать видимые на экране изображения, а его потомок TWinControl может создавать Windows-окна и т. д.

    В Object Pascal возможно только так называемое одиночное на­следование, но в реальном мире у потомка два родителя, поэтому в ряде языков (например, в C++) предусмотрен механизм множест­венного наследования. Множественное наследование более логич­но с точки зрения моделирования реального мира, однако, оно ус­ложняет реализацию языков программирования.

    Полиморфизм. Одним из базовых понятий технологии объектно-ориентированного программирования является полимор­физм. Этот термин имеет греческое происхождение и приблизи­тельно означает «много форм» (poly много, morphos форма).

    Полиморфизм — это средство для придания различных значений одному и тому же событию в зависимости от типа обрабатываемых данных. Этот принцип определяет различные формы реализации одноименного действия.

    Целью полиморфизма является использование одного имени для задания общих для класса действий, причем каждый объект или класс иерархии имеет возможность по-своему реализовать это действие своим собственным, подходящим для него, кодом. Таким образом, полиморфизм является свойством классов решать схожие по смыслу проблемы разными способами.

    В рамках Object Pascal поведенческие свойства класса опреде­ляются набором входящих в него методов. Этот принцип используется, когда требуется расширить свойства класса не путем добав­ления новых методов, а путем достраивания одного из методов или набора методов. Изменяя алгоритм того или иного метода в потом­ках класса, программист может придавать этим потомкам отсутст­вующие у родителя специфические свойства.

    Для изменения метода необходимо перекрыть его в потомке, т. е. объявить в потомке одноименный метод и реализовать в нем нужные действия. В результате в объекте-родителе и объекте-потомке будут действовать два одноименных метода, имеющие различную алгоритмическую основу и придающие объектам раз­ные свойства. В этом сущность полиморфизма объектов.

    Кроме этого, в Object Pascal полиморфизм достигается не толь­ко механизмом наследования и перекрытия методов родителя, но и их виртуализацией, позволяющей родительским методам обра­щаться к методам своих потомков.

    Смотрите так же:

    • Отдел опеки пушкин Органы опеки и попечительства Пушкинского района СПБ Пушкинский район Органы опеки и попечительства МО г. Пушкин Адрес: 196600 Ленинградская область, г. Пушкин, Октябрьский бульвар, д.24 Телефон: (812) 466-26-84 @ E-mail: [email protected] […]
    • Новые законы в хмао С целью повышения рождаемости и увеличения числа жителей в Ханты-Мансийском автономном округе Югре предусмотрена система детских пособий для помощи семья с детьми. Социальные выплаты и льготы для семей с детьми позволяют обеспечивать ребенка необходимыми […]
    • Личный кабинет верховного суда рф Личный кабинет «Личный кабинет» предоставляет возможность быстрого доступа к информации по делам и жалобам, которые были ранее определены Вами для мониторинга. Данные в оперативном режиме поступают из действующей системы судебного делопроизводства […]
    • Приказ по кадрам о смене фамилии Всё о дополнительном соглашении к трудовому договору о смене фамилии: образец документа При смене работником фамилии его документы должны быть приведены в соответствие с новым паспортом. Как проводится по закону изменение паспортных данных в трудовом […]
    • Правила пдд занятие Сценарий спортивного праздника по ПДД правилам дорожного движения в подготовительной группе «Мама, папа, я – знающая ПДД семья!» Цели и задачи: -Способствовать привитию заинтересованности детей в знаниях ПДД; -привитие осторожности и внимательности на […]
    • Можно в субботу подавать заявление в загс Как и когда подавать заявление в ЗАГС? Регистрация брака в вопросах и ответах Итак, вы уже объявили родственникам и друзьям, что решили пожениться. Теперь нужно сделать первый шаг - подать заявление в ЗАГС. В этой статье - вся необходимая для подачи […]
    • Разрешение фотографий для вконтакте Справочник: размеры картинок для 9 социальных сетей Если погружаться в тонкости не хочется совсем, запомните один размер: 1024 x 512 px . В большинстве случаев такая картинка будет отображаться корректно. Либо можно воспользоваться сервисами, которые сделают […]
    • Бакаев аа Система профилактики правонарушений несовершеннолетних Бакаев аа Система профилактики правонарушений несовершеннолетних Источник: Электронный каталог отраслевого отдела по направлению «Юриспруденция» (библиотеки юридического факультета) Научной библиотеки им. М. Горького СПбГУ С51Б19 Бакаев, А. А. Система […]