Книга: C# 4.0: полное руководство

Основы наследования

Основы наследования

Поддержка наследования в C# состоит в том, что в объявление одного класса разрешается вводить другой класс. Для этого при объявлении производного класса указывается базовый класс. Рассмотрим для начала простой пример. Ниже приведен класс TwoDShape, содержащий ширину и высоту двухмерного объекта, например квадрата, прямоугольника, треугольника и т.д.

// Класс для двумерных объектов,
class TwoDShape {
  public double Width;
  public double Height;
  public void ShowDimO {
    Console.WriteLine("Ширина и высота равны " +
          Width + " и " + Height);
  }
}

Класс TwoDShape может стать базовым, т.е. отправной точкой для создания классов, описывающих конкретные типы двумерных объектов. Например, в приведенной ниже программе класс TwoDShape служит для порождения производного класса Triangle. Обратите особое внимание на объявление класса Triangle.

// Пример простой иерархии классов,
using System;
// Класс для двумерных объектов.
class TwoDShape {
  public double Width;
  public double Height;
  public void ShowDim() {
    Console.WriteLine("Ширина и высота равны " +
            Width + " и " + Height);
  }
}
// Класс Triangle, производный от класса TwoDShape.
class Triangle : TwoDShape {
  public string Style; // тип треугольника
  // Возвратить площадь треугольника,
  public double Area() {
    return Width * Height / 2;
  }
  // Показать тип треугольника,
  public void ShowStyle() {
    Console.WriteLine("Треугольник " + Style);
  }
}
class Shapes {
  static void Main() {
    Triangle t1 = new Triangle();
    Triangle t2 = new Triangle();
    t1.Width = 4.0;
    t1.Height = 4.0;
    t1.Style = "равнобедренный";
    t2.Width = 8.0;
    t2.Height = 12.0;
    t2.Style = "прямоугольный";
    Console.WriteLine("Сведения об объекте t1: ");
    t1.ShowStyle(); 
    t1.ShowDim();
    Console.WriteLine ("Площадь равна " + t1.Area());
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Сведения об объекте t2: ");
    t2.ShowStyle();
    t2.ShowDim();
    Console.WriteLine("Площадь равна " + t2.Area());
  }
}

При выполнении этой программы получается следующий результат.

Сведения об объекте t1:
Треугольник равнобедренный
Ширина и высота равны 4 и 4
Площадь равна 8
Сведения об объекте t2:
Треугольник прямоугольный
Ширина и высота равны 8 и 12
Площадь равна 48

В классе Triangle создается особый тип объекта класса TwoDShape (в данном случае — треугольник). Кроме того, в класс Triangle входят все члены класса TwoDShape, к которым, в частности, добавляются методы Area() и ShowStyle(). Так, описание типа треугольника сохраняется в переменной Style, метод Area() рассчитывает и возвращает площадь треугольника, а метод ShowStyle() отображает тип треугольника.

Обратите внимание на синтаксис, используемый в классе Triangle для наследования класса TwoDShape.

class Triangle : TwoDShape {

Этот синтаксис может быть обобщен. Всякий раз, когда один класс наследует от другого, после имени базового класса указывается имя производного класса, отделяемое двоеточием. В C# синтаксис наследования класса удивительно прост и удобен в использовании.

В класс Triangle входят все члены его базового класса TwoDShape, и поэтому в нем переменные Width и Height доступны для метода Area(). Кроме того, объекты t1 и t2 в методе Main() могут обращаться непосредственно к переменным Width и Height, как будто они являются членами класса Triangle. На рис. 11.1 схематически показано, каким образом класс TwoDShape вводится в класс Triangle.

Рис. 11.1. Схематическое представление класса Triangle

Несмотря на то что класс TwoDShape является базовым для класса Triangle, в то же время он представляет собой совершенно независимый и самодостаточный класс. Если класс служит базовым для производного класса, то это совсем не означает, что он не может быть использован самостоятельно. Например, следующий фрагмент кода считается вполне допустимым.

TwoDShape shape = new TwoDShape();
 shape.Width = 10;
shape.Height = 20;
shape.ShowDim();

Разумеется, объект класса TwoDShape никак не связан с любым из классов, производных от класса TwoDShape, и вообще не имеет к ним доступа.

Ниже приведена общая форма объявления класса, наследующего от базового класса.

class имя_производного_класса : имя_базового_класса {
// тело класса
}

Для любого производного класса можно указать только один базовый класс. В C# не предусмотрено наследование нескольких базовых классов в одном производном классе. (В этом отношении C# отличается от C++, где допускается наследование нескольких базовых классов. Данное обстоятельство следует принимать во внимание при переносе кода C++ в С#.) Тем не менее можно создать иерархию наследования, в которой производный класс становится базовым для другого производного класса. (Разумеется, ни один из классов не может быть базовым для самого себя как непосредственно, так и косвенно.) Но в любом случае производный класс наследует все члены своего базового класса, в том числе переменные экземпляра, методы, свойства и индексаторы.

Главное преимущество наследования заключается в следующем: как только будет создан базовый класс, в котором определены общие для множества объектов атрибуты, он может быть использован для создания любого числа более конкретных производных классов. А в каждом производном классе может быть точно выстроена своя собственная классификация. В качестве примера ниже приведен еще один класс, производный от класса TwoDShape и инкапсулирующий прямоугольники.

// Класс для прямоугольников, производный от класса TwoDShape.
class Rectangle : TwoDShape {
  // Возвратить логическое значение true, если
  // прямоугольник является квадратом,
  public bool IsSquare() {
    if(Width == Height) return true;
    return false;
  }
  // Возвратить площадь прямоугольника,
  public double Area() {
    return Width * Height;
  }
}

В класс Rectangle входят все члены класса TwoDShape, к которым добавлен метод IsSquare(), определяющий, является ли прямоугольник квадратом, а также метод Area(), вычисляющий площадь прямоугольника.

Оглавление книги