Необходимые теоретические сведения
Наследование Наследование — это тот аспект ООП, который способствует многократному использованию кода. Основная идея наследования состоит в том, что новые классы могут использовать и/или расширять функциональность других классов. При этом поддерживается концепция иерархической классификации, имеющей направление сверху вниз. Используя наследование, объект должен определить только те качества, которые делают его уникальным в пределах своего класса. Синтаксис: class имя_класса: имя_родительского_класса {тело_класса} Проиллюстрируем это положение на примере класса сотрудника Employee: используем его функциональность для создания двух новых классов – класса менеджера Manager и класса продавца SalesPerson. В этом случае иерархия классов будет выглядеть так:
Пусть класс Manager расширяет класс сотрудника Employee, добавляя запись о количестве акций, которыми владеет конкретный менеджер, а класс SalesPerson содержит поле со значением числа продаж. public class Manager: Employee { private ulong numberOfOptions; // число акций public Manager(){} // здесь вызывается конструктор базового класса public Manager(string FullName, int empID, float currPay, ulong numbOfOpts) : base(FullName, empID, currPay) { numberOfOptions = numbOfOpts; } public ulong NumbOpts // свойство для числа акций { get {return numberOfOptions;} set { numberOfOptions = value;} // здесь д.б. проверка на } } public class SalesPerson: Employee { protected int numberOfSales; // число продаж public SalesPerson(){} // здесь вызывается конструктор базового класса public SalesPerson(string FullName, int empID, float currPay, int numbOfSales) : base(FullName, empID, currPay) { numberOfSales = numbOfSales; } public int NumbSales { get {return numberOfSales;} set { numberOfSales = value;} } } Чтобы поля базового класса были непосредственно доступны его наследникам необходимо изменить модификатор доступа полей базового класса на protected. С помощью наследования можно не только создавать иерархию классов (отношение ‘являться’), но и можно построить еще одну структуру – вложенные объекты (тогда, когда один объект является частью другого – отношение ‘часть-целое’). Полиморфизм Полиморфизм – одна из основных составляющих объектно-ориентированного программирования, позволяющая определять в базовом классе методы, которые будут общими для всех классов-наследников, при этом класс-наследник может определять специфическую реализацию некоторых или всех этих методов. Основным инструментом для реализации принципа полиморфизма является использование виртуальных методов и абстрактных классов. Виртуальные методы Метод, при определении которого в базовом классе было указано ключевое слово virtual, может быть переопределен(или перекрыт) в классах-наследниках. Например, в классе Employee сделаем метод GiveBonus() виртуальным: public class Employee { ... public virtual void GiveBonus(float amount) {currPay += amount;} ... } Теперь классы Manager и SalesPerson могут иметь собственную версию этого метода. В идеале в премии продавца должен учитываться объём продаж, а менеджеры получают дополнительные акции кроме увеличения зарплаты. Для переопределения виртуального метода используется ключевое слово override. public class Manager: Employee { ... public override void GiveBonus(float amount) { base.GiveBonus(amount); // увеличение зарплаты // дополнительные акции Random r = new Random(); numberOfOptions += (ulong)r.Next(500); } ... } public class SalesPerson: Employee { ... public override void GiveBonus(float amount) { int salesBonus = 0; if(numberOfSales >= 0 && numberOfSales <= 100) salesBonus = 10; else salesBonus = 15; base.GiveBonus(amount * salesBonus); } ... } Для экземпляров разных классов будет вызываться при выполнении программы своя версия виртуального метода. Переопределять виртуальный метод не обязательно. Если класс-наследник не предоставляет собственную версию виртуального метода, то используется метод базового класса. Абстрактные классы В семействе классов базовый класс часто является обобщенным(в нашем примере таков класс сотрудника Employee). Его задача состоит в определении общих полей, свойств и методов для классов-наследников, а создание экземпляров обобщенного класса не имеет смыла. В этом случае в C# используют ключевое слово abstract. Назначение абстрактного класса заключается в предоставлении общего определения для базового класса, которое могут совместно использовать несколько производных классов. Создавать экземпляры абстрактного класса нельзя. Абстрактные классы могут определять абстрактные методы. Для этого перед типом возвращаемого значения метода необходимо поместить ключевое слово abstract. Абстрактные методы не имеют реализации, поэтому определение такого метода заканчивается точкой с запятой вместо обычного блока метода. Классы, производные от абстрактного класса, должны реализовывать все абстрактные методы. Если абстрактный класс наследует виртуальный метод из базового класса, абстрактный класс может переопределить виртуальный метод с помощью абстрактного метода. Приведем пример. Сделаем класс Employee абстрактным и определим в нём абстрактный метод DoWork(). Производные классы Manager и SalesPerson обязаны явно реализовать метод DoWork(). abstract public class Employee { ... public abstract void DoWork(); ... } public class Manager: Employee { ... // класс-наследник содержит явную реализацию метода public override void DoWork() { Console.WriteLine(“Менеджер работает”); } ... } public class SalesPerson: Employee { ... // класс-наследник содержит явную реализацию метода public override void DoWork() { Console.WriteLine(“Продавец работает”); } ... } Контрольные вопросы 1) Что понимается под термином «наследование»? 2) Что общего имеет дочерний класс с родительским? 3) В чем состоит различие между дочерним и родительским классами? 4) Приведите синтаксис описания наследования классов в общем виде. Проиллюстрируйте его фрагментом программы на языке C#. 5) Что понимается под термином «полиморфизм»? 6) Какие механизмы используются в языке C# для реализации концепции полиморфизма? 7) С какой целью используются виртуальные методы? 8) В чем состоит особенность виртуальных методов в производных (дочерних) классах? 9) Какие условия определяют выбор версии виртуального метода? 10) Какое ключевое слово (модификатор) языка C# используется для определения виртуального метода в базовом (родительском) классе? А в производном (дочернем) классе? 11) В какой момент трансляции программы осуществляется выбор вызываемого переопределенного метода? 12) Приведите синтаксис виртуального метода в общем виде. Проиллюстрируйте его фрагментом программы на языке C#. 13) Что понимается под термином «абстрактный класс»? 14) В чем заключаются особенности абстрактных классов? 15) Являются ли абстрактные методы виртуальными? 16) Возможно ли создание иерархии классов посредством абстрактного класса? 17) Возможно ли создание объектов абстрактного класса? 18) Приведите синтаксис абстрактного класса в общем виде. Проиллюстрируйте его фрагментом программы на языке C#.
|
