Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

// basic имеет тип Quote; bulk имеет тип Bulk_quote

print_total(cout, basic, 20); // вызов версии net_price() класса Quote

print_total(cout, bulk, 20); // вызов версии net_price()

// класса Bulk_quote

Первый вызов передает функции print_total()объект класса Quote. Когда функция print_total()вызовет функцию net_price(), будет выполнена ее версия из класса Quote. В следующем вызове, где аргумент имеет тип Bulk_quote, будет выполнена версия функции net_price()из класса Bulk_quote(применяющая скидку). Поскольку решение о выполняемой версии зависит от типа аргумента, оно может быть принято до времени выполнения. Поэтому динамическое связывание иногда называют привязкой во время выполнения (run-time binding).

В языке С++ динамическое связывание происходит тогда, когда обращение к виртуальной функции осуществляется при помощи ссылки (или указателя) на базовый класс.

Во многих, но не всех случаях базовые и производные классы определяются, как и другие классы, но отличия все же имеются. В этом разделе рассматриваются основные возможности, используемые при определении классов, связанных наследованием.

Для начала завершим определение класса Quote:

class Quote {

public:

Quote() = default; // = default см. раздел 7.1.4

Quote(const std::string &book, double sales_price):

bookNo(book), price(sales_price) { }

std::string isbn() const { return bookNo; }

// возвращает общую цену за определенное количество проданных

// экземпляров, а различные системы скидок определяют и

// применяют производные классы

virtual double net_price(std::size_t n) const

{ return n * price; }

virtual ~Quote() = default; // динамическое связывание для

// деструктора

private:

std::string bookNo; // идентификатор экземпляра

protected:

double price = 0.0; // стандартная цена (без скидки)

};

Новым в этом классе являются использование ключевого слова virtualв функции net_price()и деструкторе, а также спецификатора доступа protected. Виртуальные деструкторы рассматриваются в разделе 15.7.1, а пока следует заметить, что корневой класс иерархии наследования почти всегда определяет виртуальный деструктор.

Базовые классы обычно должны определять виртуальный деструктор. Виртуальные деструкторы необходимы, даже если они не делают ничего.

Производные классы наследуют члены своих базовых классов. Но производный класс должен быть в состоянии обеспечить собственное определение таких зависимых от типа операций, как net_price(). В таких случаях производный класс должен переопределить унаследованное от базового класса определение, обеспечив собственное определение.

В языке С++ базовый класс должен отличать функции, которые предполагается переопределить в производных классах, от тех, которые производные классы, вероятно, наследуют без изменений. Функции, переопределение которых предполагается в производных классах, базовый класс определяет как virtual. Когда вызов виртуальной функции происходит через указатель или ссылку , он будет привязан динамически. В зависимости от типа объекта, с которым связана ссылка или указатель, будет выполнена версия базового или одного из его производных классов.

Базовый класс определяет, что функция-член должна быть привязана динамически, предваряя ее объявление ключевым словом virtual. Любая нестатическая функция-член (см. раздел 7.6), кроме конструктора, может быть виртуальной. Ключевое слово virtualприсутствует только в объявлении в классе и не может использоваться в определении функции вне тела класса. Функция, объявленная виртуальной в базовом классе, неявно является виртуальной и в производных классах. Более подробная информация о виртуальных функциях приведена в разделе 15.3.

Функции-члены, которые не объявлены как virtual, распознаются во время компиляции, а не во время выполнения. Это именно то поведение, которое необходимо для функции isbn(). Она не зависит от подробностей производного типа и ведет себя одинаково как с объектами класса Quote, так и Bulk_quote. В нашей иерархии наследования будет только одна версия функции isbn(). Таким образом, не будет никаких вопросов относительно выполняемой версии функции isbn()при вызове.

Производный класс наследует члены, определенные в его базовом классе. Но функции-члены производного класса не обязаны обращаться к членам, унаследованным от базового класса. Подобно любому другому коду, использующему базовый класс, производный класс может обращаться к открытым членам своего базового класса, но не может обратиться к закрытым членам. Но иногда у базового класса могут быть члены, которые следует позволить использовать в производных классах, но все же запретить доступ к ним другим пользователям. В определении таких членов используется спецификатор доступа protected.

Класс Quoteожидает, что его производные классы определят собственную функцию net_price(). Для этого им потребуется доступ к члену price. В результате класс Quoteопределяет эту переменную-член как protected. Производные классы получат доступ к переменной bookNoтаким же образом, как и обычные пользователи, — при вызове функции isbn(). Следовательно, переменная-член bookNoостанется закрытой и недоступной классам, производным от класса Quote. Более подробная информация о защищенных членах приведена в разделе 15.5.

Упражнение 15.1. Что такое виртуальный член класса?

Упражнение 15.2. Чем спецификатор доступа protectedотличается от private?

Упражнение 15.3. Определите собственные версии класса Quoteи функции print_total().

Производный класс должен определить, от какого класса (классов) он происходит. Для этого используется находящийся после двоеточия список наследования класса (class derivation list), представляющий собой разделяемый запятыми список имен определенных ранее классов. Каждому имени базового класса может предшествовать необязательный спецификатор доступа: public, protectedили private.