Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Помните, что при инициализации или присвоении объекта типа класса фактически происходит вызов функции. При инициализации происходит вызов конструктора (см. раздел 13.1.1 и раздел 13.6.2), а при присвоении — вызов оператора присвоения (см. раздел 13.1.2 и раздел 13.6.2). У этих функций-членов обычно есть параметр, являющийся ссылкой на константную версию типа класса.

Поскольку эти функции-члены получают ссылки, преобразование производного класса в базовый позволяет передавать функциям копирования и перемещения базового класса объект производного класса. Эти функции не являются виртуальными. При передаче объекта производного класса конструктору базового выполняется конструктор, определенный в базовом классе. Этому конструктору известно только о членах самого базового класса. Точно так же, если объект производного класса присваивается объекту базового, выполняется оператор присвоения, определенный в базовом классе. Этот оператор также знает только о членах самого базового класса.

Например, классы приложения книжного магазина используют синтезируемые версии операторов копирования и присвоения (см. раздел 13.1.1 и раздел 13.1.2). Более подробная информация об управлении копированием и наследовании приведена в разделе 15.7.2, а пока достаточно знать, что синтезируемые версии осуществляют почленное копирование или присвоение переменных-членов класса тем же способом, что и у любого другого класса:

Bulk_quote bulk; // объект производного типа

Quote item(bulk); // используется конструктор

// Quote::Quote(const Quote&)

item = bulk; // вызов Quote::operator=(const Quote&)

При создании объекта itemвыполняется конструктор копий класса Quote. Этот конструктор знает только о переменных-членах bookNoи price. Он копирует эти члены из части Quoteобъекта bulkи игнорирует члены, являющиеся частью Bulk_quoteобъекта bulk. Аналогично при присвоении объекта bulkобъекту itemему присваивается только часть Quoteобъекта bulk.

Поскольку часть Bulk_quoteигнорируется, говорят, что она была отсечена (sliced down).

При инициализации объекта базового типа (или присвоении) объектом производного типа копируется, перемещается или присваивается только часть базового класса производного объекта. Производная часть объекта игнорируется.

Есть три правила преобразования связанных наследованием классов, о которых следует помнить.

• Преобразование из производного класса в базовый применимо только к указателю или ссылке.

• Нет неявного преобразования из типа базового класса в тип производного.

• При преобразовании производного в базовый член класса может быть недоступен из за спецификатора управления доступом. Доступность рассматривается в разделе 15.5.

Хотя автоматическое преобразование применимо только к указателям и ссылкам, большинство классов в иерархии наследования (явно или неявно) определяют функции-члены управления копированием (см. главу 13). В результате зачастую вполне можно копировать, перемещать и присваивать объекты производного типа объектам базового. Однако копирование, перемещение или присвоение объекта производного типа объекту базового копирует, перемещает или присваивает только члены части базового класса объекта.

Упражнение 15.8. Определите статический и динамический типы.

Упражнение 15.9. Когда может возникнуть отличие статического типа выражения от его динамического типа? Приведите три примера, в которых статический и динамический типы отличаются.

Упражнение 15.10. Возвращаясь к обсуждению в разделе 8.1, объясните, как работает программа из раздела 8.2.1, где функции read()класса Sales_dataпередавался объект ifstream.

Как уже упоминалось, в языке С++ динамическое связывание происходит при вызове виртуальной функции-члена через ссылку или указатель на тип базового класса (см. раздел 15.1). Поскольку до времени выполнения неизвестно, какая версия функции вызывается, виртуальные функции следует определять всегда . Обычно, если функция не используется, ее определение предоставлять необязательно (см. раздел 6.1.2). Однако следует определить каждую виртуальную функцию, независимо от того, будет ли она использована, поскольку у компилятора нет никакого способа определить, используется ли виртуальная функция.

Когда виртуальная функция вызывается через ссылку или указатель, компилятор создает код распознавания во время выполнения (decide at run time) вызываемой функции. Вызывается та функция, которая соответствует динамическому типу объекта, связанного с этим указателем или ссылкой.

В качестве примера рассмотрим функцию print_total()из раздела 15.1. Она вызывает функцию net_price()своего параметра itemтипа Quote&. Поскольку параметр item— это ссылка и функция net_price()является виртуальной, какая именно из ее версий будет вызвана во время выполнения, зависит от фактического (динамического) типа аргумента, связанного с параметром item:

Quote base("0-201-82470-1", 50);

print_total(cout, base, 10); // вызов Quote::net_price()

Bulk_quote derived("0-201-82470-1", 50, 5, .19);

print_total(cout, derived, 10); // вызов Bulk_quote::net_price()

В первом вызове параметр itemсвязан с объектом типа Quote. В результате, когда функция print_total()вызовет функцию net_price(), выполнится ее версия, определенная в классе Quote. Во втором вызове параметр itemсвязан с объектом класса Bulk_quote. В этом вызове функция print_total()вызывает версию функции net_price()класса Bulk_quote.

Крайне важно понимать, что динамическое связывание происходит только при вызове виртуальной функции через указатель или ссылку.

base = derived; // копирует часть Quote производного в базовый

base.net_price(20); // вызов Quote::net_price()

Когда происходит вызов виртуальной функции в выражении с обычным типом (не ссылкой и не указателем), такой вызов привязывается во время компиляции. Например, когда происходит вызов функции net_price()объекта base, нет никаких вопросов о выполняемой версии. Можно изменить значение (т.е. содержимое) объекта, который представляет base, но нет никакого способа изменить тип этого объекта. Следовательно, этот вызов распознается во время компиляции как версия Quote::net_price().