Синтаксис наследования

Рыбы Млекопитающие Птицы

Акула Карась Дельфин Слон Пингвин Петух

Пресмыкающиеся Насекомые

Динозавр Блоха

Это тривиальная классификация, а вернее её отсутствие, т. к. реальные классификации заглублённые. Это, фактически, напоминание о том, что иерархия существует и всякая наука начинается с систематизации знаний.

Синтаксис наследования:

При наследовании имена производного и базового классов разделяются двоеточием (:). Производный класс получает все поля, свойства и методы базового класса.

Class (Имя класса потомка): (Имя класса предка)

{

…

}

Пример: класс Bird (Птица) наследует класс Vertebrate (Позвоночное)

class Vertebrate // класс "Позвоночное животное"

{

public int NumberOfLegs;

public void Eat()

{

//код, заставляющий есть

}

}

class Bird : Vertebrate //расширяется класс путём добавления в конец его двоеточия и имени базового класса

{

public double Wingspan;

public void Fly()

{

//код, заставляющий летать

}

}

class Program

{//запускалка:

static void Main()

{

//так как tweety — это экземпляр объекта Bird, то он имеет методы и поля этого объекта

Bird tweety = new Bird();

tweety. Wingspan = 7.5; // tweety-название птички

tweety. Fly();

//т. к. класс Bird — производный по отношению к классу Vertebrate, все экземпляры Bird имеют поля и методы, определённые в классе Verteble

tweety. NumberOfLegs = 2;

tweety. Eat();

}

}

С точки зрения наследования все классы являются потомками класса cObject.

Таким образом, понятие наследования — это попытка определить понятие подтипа или подкласса. Всякого рода явные преобразования возможны, а средства явного преобразования типов есть. Грубо говоря, это схема «всё-во-всё». Реализация очевидна: всё рассматривается на уровне двоичных полей.

Открытие реализации для проектирования классов — опция protected

Для реализации ограничения доступа применяется модификатор доступа — PROTECTED.

—protected- виден классам-наследникам. Это даёт возможность скрыть от наследников переменную так, чтобы они не «напортачили» в ней.

-internal — модификатор доступа, который используется для методов, доступных всем классам, определённым в конкретной сборке

//Задача: Черепашья графика. Простая модель управления роботом-черепашкой, которая рисует на дискретной сетке.

using System;

using System. Collections. Generic;

using System. Linq;

using System. Text;

namespace Turtle//логически связанное определение имён

{

enum tColor {red, green, blue} //перечисляемый тип, состоящий из цветов

class cCell

{

protected internal tColor Color; // определение переменной Color типа tColor

//set-get:

public tColor GetColor() {return Color;}

cCell (tColor Color) {this. Color= Color;} // конструктор

} //class cCell

class cGrid //сетка

{

protected int Dim; //размерность

public int GetDim() {return Dim;}

protected internal cCell [,] Grid; //сама сетка(массив Grid) типа cCell (т. е. перечисляемого типа {red, green, blue})

// текущая позиция

protected internal int CurrentX; //, где internal означает то, что доступ ограничен текущей сборкой,

//а protected означает, что доступ ограничен содержащим классом или типами, которые являются производными от содержащего класса.

protected internal int CurrentY;

public int GetCurrentX() {return CurrentX; }

public int GetCurrentY() {return CurrentY; }

protected void Move (int x, int y )

{

//модульная арифметика(выход за границы)

CurrentX+=x; //эквивалентно выражению CurrentX = CurrentX + x

CurrentY+=y;

} // Move

cGrid (int Dim, tColor Color) //конструктор

{

this. Dim= Dim;

CurrentX=0;

CurrentY=0;

Grid= new cCell [Dim, Dim];

for (int i= 0; i<Dim; i++)

for (int j=0; j<Dim; j++)

Grid [i, j].Color= Color;

}

}

class TurtleGraphics: cGrid

{

//поля

public bool PenDown;// состояние пера — карандаш

public tColor PenColor;

public void GoUp()

{

Move(0,1);

if (PenDown) Grid[CurrentX, CurrentY].Color = PenColor;

}//PenGoUp

public void GoRight()

{

Move(1,0);

if (PenDown) Grid[CurrentX, CurrentY]. Color = PenColor;

}//PenRight

public void GoLeft()

{

Move(-1,0);

if (PenDown) Grid[CurrentX, CurrentY]. Color = PenColor;

}//PenLeft

public void GoDown ()

{

Move(0,-1);

if (PenDown) Grid[CurrentX, CurrentY]. Color = PenColor;

}//PenDown

}//class TurtleGraphics: cGrid

class Program

{ //запускалка

static void Main ()

{

}

}//class Program

}//namespace TurtleGraphics

Итак, появляются отношения использования и отношения наследования.

Полиморфизм

Полиморфизм как уточнение семантики типа переменной

Полиморфизм (многообразие) — возможность уточнения (изменения) не только значений, состояний объекта, но и поведения объекта, то есть связанных с ним функций изменения состояния или алгоритмов реализации (изменение (уточнение) фактического типа переменной в ходе выполнения программы).

Описание типа переменной теперь означает лишь присвоение начального типа по умолчанию.

Тип

Строгая типизация – алгоритмика (типы минимизируют ошибки алгоритмов). Поэтому тип переменной описывается до появления переменной. Строгая типизация ориентирована на создание надёжных программ.

Бестиповая логика — свободная типизация (например, языки низкого уровня (ассемблер)). Свободная типизация ближе к системному программированию (ближе к эффективным реализациям)

Полиморфизм радикально изменяет взгляд на понятие типа. Если раньше переменная принадлежала одному фиксированному типу, то теперь она изменяет его, то есть тип становится атрибутом переменной.

Полиморфное программирование – сложное программирование ещё и потому, что не во всём адекватно поддерживается реализация.

Пример:

Пусть Dad – объект класса cDad,

Son – выражение класса cSon, где cDad – предок cSon в отношении наследования.

1) Присваивание Son:=Dad — синтаксическая ошибка.

Допустимо явное присваивание типов переменной любого класса любому другому классу:

Son:=Dad as cSon; — не является синтаксической ошибкой, но обращение к полям и методам сына, отсутствующим у отца, будет ошибкой времени выполнения.

2) В любом случае допустимо присваивание:

Dad:=Son и, соответственно, употребление выражений типа cSon вместо значений типа cDad, например, при обращении к процедуре.

Замечание:

Как всегда происходит присваивание ссылок. Это означает, что ссылка на предыдущие значения, связанная со ссылкой Dad, будет потеряна. Переменная Dad изменяет свой тип с формально описанного статического типа cDad на фактический тип cSon.

Что это означает для значений? Преображает ли Dad новые поля?

Фактически – да, формально – нет. Для таких полей обращение Dad. p неверно, а верно (Dad as cSon).p, где оператор as используется для выполнения определенных типов преобразований между совместимыми ссылочными типами.

Точно так же дело обстоит с методами, которые есть у сына, но нет у отца.

Изменяются ли значения, то есть реализация одноимённых функций?

1)  Да, если таковые при объявлении класса cDad объявлены как виртуальные (virtual) или динамические (dynamic) (одна семантика, разная реализация), а при определении класса cSon – как переписывающие метод предка (override).