Varislik və polimorfizm — C++

Bu dərsdə öyrənəcəksən

Baza sinifdən törəmə sinif yaratmaq və baza konstruktorunu çağırmaq
virtual və override ilə metodları yenidən təyin etmək
Polimorfizmin baza göstəricisi və istinadı vasitəsilə necə işlədiyini izah etmək
Təmiz virtual funksiyalarla abstrakt sinif yaratmaq

Oyunda döyüşçü, sehrbaz və oxatan var. Onların hamısının adı və canı var, hamısı hücum edir — amma hər biri öz üsulu ilə. Eyni kodu üç sinifdə təkrarlamaq əvəzinə ümumi hissəni bir baza sinifdə yazıb, fərqləri törəmə siniflərə vermək olar. Bu, varislikdir. Polimorfizm isə sənə hamısına eyni cür müraciət etməyə imkan verir: «hücum et!» deyirsən, hər personaj özünə uyğun hücum edir.

Varislik

class Warrior : public Character yazılışı «Warrior Character-dən törəyir» deməkdir. Törəmə sinif baza sinfin bütün üzvlərini alır və öz üzvlərini əlavə edə bilər. Baza sinfin protected üzvləri kənar koda bağlıdır, amma törəmə siniflər onları görür. Törəmə sinfin konstruktoru baza konstruktorunu inisializasiya siyahısında çağırır.

C++

#include <iostream>
#include <string>

class Character {
public:
    Character(const std::string& name, int health)
        : name_(name), health_(health) {}

    void status() const {
        std::cout << name_ << " has " << health_ << " HP\n";
    }

protected:
    std::string name_;
    int health_;
};

class Warrior : public Character {
public:
    Warrior(const std::string& name) : Character(name, 150) {}

    void shieldUp() {
        health_ += 20;
        std::cout << name_ << " raises a shield\n";
    }
};

int main() {
    Warrior w("Elvin");
    w.status();
    w.shieldUp();
    w.status();
    return 0;
}

Gözlənilən nəticə

Elvin has 150 HP
Elvin raises a shield
Elvin has 170 HP

status() baza sinifdən hazır gəlir, shieldUp() isə yalnız Warrior-da var.

Virtual funksiyalar

Törəmə obyektə baza sinfin istinadı və ya göstəricisi ilə müraciət etmək olar: hər döyüşçü həm də personajdır. Bəs belə müraciətdə hansı metod çağırılır? Adi metodda — baza sinfin versiyası, çünki seçim kompilyasiya zamanı istinadın tipinə görə edilir. Metod virtual elan olunubsa, seçim proqram işləyərkən obyektin həqiqi tipinə görə edilir.

C++

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual ~Base() = default;
    void hello() const { std::cout << "Base::hello\n"; }
    virtual void greet() const { std::cout << "Base::greet\n"; }
};

class Derived : public Base {
public:
    void hello() const { std::cout << "Derived::hello\n"; }
    void greet() const override { std::cout << "Derived::greet\n"; }
};

int main() {
    Derived d;
    const Base& ref = d;
    ref.hello();
    ref.greet();
    return 0;
}

Gözlənilən nəticə

Base::hello
Derived::greet

hello virtual deyil — istinadın tipi (Base) qərar verir; greet virtualdır — obyektin həqiqi tipi (Derived) qərar verir.

Abstrakt siniflər və polimorfizm

Bəzən baza sinif metodu necə yerinə yetirəcəyini bilmir: «fiqurun sahəsi» ümumi halda hesablanmır. Belə metod = 0 ilə təmiz virtual elan olunur. Ən azı bir təmiz virtual metodu olan sinif abstraktdır: ondan obyekt yaratmaq olmaz, yalnız törəmək olar. Sonra müxtəlif fiqurları bir vektorda saxlayıb onlarla eyni cür işləyə bilərik:

C++

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

class Shape {
public:
    virtual ~Shape() = default;
    virtual int area() const = 0;
};

class Rect : public Shape {
public:
    Rect(int w, int h) : w_(w), h_(h) {}
    int area() const override { return w_ * h_; }
private:
    int w_, h_;
};

class Triangle : public Shape {
public:
    Triangle(int b, int h) : b_(b), h_(h) {}
    int area() const override { return b_ * h_ / 2; }
private:
    int b_, h_;
};

int main() {
    std::vector<std::unique_ptr<Shape>> shapes;
    shapes.push_back(std::make_unique<Rect>(4, 3));
    shapes.push_back(std::make_unique<Triangle>(6, 5));
    int total = 0;
    for (const auto& s : shapes) {
        std::cout << "Area: " << s->area() << '\n';
        total += s->area();
    }
    std::cout << "Total: " << total << '\n';
    return 0;
}

Gözlənilən nəticə

Area: 12
Area: 15
Total: 27

Dövr Shape-in hansı növ olduğunu bilmir, amma hər obyekt öz area() metodunu çağırır — bu, polimorfizmdir.

Termin	Mənası
baza sinif	ümumi hissəni saxlayan sinif (`Shape`)
törəmə sinif	bazadan törəyib onu genişləndirən sinif (`Rect`)
`virtual`	metod obyektin həqiqi tipinə görə seçilir
`override`	virtual metodun yenidən təyin olunduğunu yoxlatdırır
`= 0`	təmiz virtual metod; sinif abstrakt olur

Əsas fikirlər

class B : public A — B A-dan törəyir və onun üzvlərini alır.
protected üzvləri törəmə siniflər görür, kənar kod isə görmür.
virtual metod baza istinadı və ya göstəricisi ilə çağırılanda obyektin həqiqi tipinə görə seçilir.
override səhvləri kompilyasiya zamanı tutur; polimorf bazanın destruktoru virtual olmalıdır.
= 0 olan təmiz virtual metod sinfi abstrakt edir: ondan obyekt yaratmaq olmur.

Özünü yoxla

10 sual. Hər düzgün cavab XP qazandırır.

1 / 10

Archer sinfini Character-dən necə törətmək olar?