Книга: C# 4.0: полное руководство
Конструкторы и наследование
Конструкторы и наследование
В иерархии классов допускается, чтобы у базовых и производных классов были свои собственные конструкторы. В связи с этим возникает следующий резонный вопрос: какой конструктор отвечает за построение объекта производного класса: конструктор базового класса, конструктор производного класса или же оба? На этот вопрос можно ответить так: конструктор базового класса конструирует базовую часть объекта, а конструктор производного класса — производную часть этого объекта. И в этом есть своя логика, поскольку базовому классу неизвестны и недоступны любые элементы производного класса, а значит, их конструирование должно происходить раздельно. В приведенных выше примерах данный вопрос не возникал, поскольку они опирались на автоматическое создание конструкторов, используемых в C# по умолчанию. Но на практике конструкторы определяются в большинстве классов. Ниже будет показано, каким образом разрешается подобная ситуация.
Если конструктор определен только в производном классе, то все происходит очень просто: конструируется объект производного класса, а базовая часть объекта автоматически конструируется его конструктором, используемым по умолчанию. В качестве примера ниже приведен переработанный вариант класса Triangle, в котором определяется конструктор, а член Style делается закрытым, так как теперь он устанавливается конструктором.
// Добавить конструктор в класс Triangle,
using System;
// Класс для двумерных объектов.
class TwoDShape {
double pri_width;
double pri_height;
// Свойства ширины и длины объекта,
public double Width {
get { return pri_width; }
set { pri_width = value < 0 ? -value : value; }
}
public double Height {
get { return pri_height; }
set { pri_height = value < 0 ? -value : value; }
}
public void ShowDim() {
Console.WriteLine("Ширина и длина равны " +
Width + " и " + Height);
}
}
// Класс для треугольников, производный от класса TwoDShape.
class Triangle : TwoDShape {
string Style;
// Конструктор.
public Triangle(string s, double w, double h) {
Width = w; // инициализировать член базового класса
Height = h; // инициализировать член базового класса
Style = s; // инициализировать член производного класса
}
// Возвратить площадь треугольника,
public double Area() {
return Width * Height / 2;
}
// Показать тип треугольника,
public void ShowStyle() {
Console.WriteLine("Треугольник " + Style);
}
}
class Shapes3 {
static void Main() {
Triangle t1 = new Triangle("равнобедренный", 4.0, 4.0);
Triangle t2 = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0);
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());
}
}
В данном примере конструктор класса Triangle инициализирует наследуемые члены класса TwoDShape вместе с его собственным полем Style.
Когда конструкторы определяются как в базовом, так и в производном классе, процесс построения объекта несколько усложняется, поскольку должны выполняться конструкторы обоих классов. В данном случае приходится обращаться к еще одному ключевому слову языка С#: base, которое находит двоякое применение: во-первых, для вызова конструктора базового класса; и во-вторых, для доступа к члену базового класса, скрывающегося за членом производного класса. Ниже будет рассмотрено первое применение ключевого слова base.
Вызов конструкторов базового класса
С помощью формы расширенного объявления конструктора производного класса и ключевого слова base в производном классе может быть вызван конструктор, определенный в его базовом классе. Ниже приведена общая форма этого расширенного объявления:
конструктор_производного_класса{список_параметров) : base (список_аргументов) {
// тело конструктора
}
где список_аргументов обозначает любые аргументы, необходимые конструктору в базовом классе. Обратите внимание на местоположение двоеточия.
Для того чтобы продемонстрировать применение ключевого слова base на конкретном примере, рассмотрим еще один вариант класса TwoDShape в приведенной ниже программе. В данном примере определяется конструктор, инициализирующий свойства Width и Height. Затем этот конструктор вызывается конструктором класса Triangle.
// Добавить конструктор в класс TwoDShape.
using System;
// Класс для двумерных объектов,
class TwoDShape {
double pri_width;
double pri_height;
// Конструктор класса TwoDShape.
public TwoDShape(double w, double h) {
Width = w;
Height = h;
}
public double Width {
get { return pri_width; }
set { pri_width = value < 0 ? -value : value; }
}
public double Height {
get { return pri_height; }
set { pri_height = value < 0 ? -value : value; }
}
public void ShowDim() {
Console.WriteLine("Ширина и высота равны " +
Width + " и " + Height);
}
}
// Класс для треугольников, производный от класса TwoDShape.
class Triangle : TwoDShape {
string Style;
// Вызвать конструктор базового класса.
public Triangle(string s, double w, double h) : base(w, h){
Style = s;
}
// Возвратить площадь треугольника,
public double Area() {
return Width * Height / 2;
}
// Показать тип треугольника,
public void ShowStyle() {
Console.WriteLine("Треугольник " + Style);
}
}
class Shapes4 {
static void Main() {
Triangle t1 = new Triangle("равнобедренный", 4.0, 4.0);
Triangle t2 = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0);
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());
}
}
Теперь конструктор класса Triangle объявляется следующим образом.
public Triangle(
string s, double w, double h) : base(w, h) {
В данном варианте конструктор Triangle() вызывает метод base с параметрами w и h. Это, в свою очередь, приводит к вызову конструктора TwoDShape(), инициализирующего свойства Width и Height значениями параметров w и h. Они больше не инициализируются средствами самого класса Triangle, где теперь остается инициализировать только его собственный член Style, определяющий тип треугольника. Благодаря этому класс TwoDShape высвобождается для конструирования своего подобъекта любым избранным способом. Более того, в класс TwoDShape можно ввести функции, о которых даже не будут подозревать производные классы, что предотвращает нарушение существующего кода.
С помощью ключевого слова base можно вызвать конструктор любой формы, определяемой в базовом классе, причем выполняться будет лишь тот конструктор, параметры которого соответствуют переданным аргументам. В качестве примера ниже приведены расширенные варианты классов TwoDShape и Triangle, в которые включены как используемые по умолчанию конструкторы, так и конструкторы, принимающие один аргумент.
// Добавить дополнительные конструкторы в класс TwoDShape.
using System;
class TwoDShape {
double pri_width;
double pri_height;
// Конструктор, вызываемый по умолчанию,
public TwoDShape() {
Width = Height = 0.0;
}
// Конструктор класса TwoDShape.
public TwoDShape(double w, double h) {
Width = w;
Height = h;
}
// Сконструировать объект равной ширины и высоты,
public TwoDShape(double x) {
Width = Height = x;
}
// Свойства ширины и высоты объекта,
public double Width {
get { return pri_width; }
set { pri_width = value < 0 ? -value : value; }
}
public double Height {
get { return pri_height; }
set { pri_height = value < 0 ? -value : value; }
}
public void ShowDim() {
Console.WriteLine("Ширина и высота равны " +
Width + " и " + Height);
}
}
// Класс для треугольников, производный от класса TwoDShape.
class Triangle : TwoDShape {
string Style;
/* Конструктор, используемый по умолчанию.Автоматически вызывает конструктор, доступный по умолчанию в классе TwoDShape. */
public Triangle() {
Style = "null";
}
// Конструктор, принимающий три аргумента,
public Triangle(
string s, double w, double h) : base(w, h) {
Style = s;
}
// Сконструировать равнобедренный треугольник,
public Triangle(double x) : base(x) {
Style = "равнобедренный";
}
// Возвратить площадь треугольника,
public double Area() {
return Width * Height / 2;
}
// Показать тип треугольника,
public void ShowStyle() {
Console.WriteLine("Треугольник " + Style);
}
}
class Shapes5 {
static void Main() {
Triangle t1 = new Triangle();
Triangle t2 = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0);
Triangle t3 = new Triangle(4.0);
t1 = t2;
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());
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Сведения об объекте t3: ");
t3.ShowStyle();
t3.ShowDim();
Console.WriteLine("Площадь равна " + t3.Area());
Console.WriteLine();
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этого кода.
Сведения об объекте t1:
Треугольник прямоугольный
Ширина и высота равны 8 и 12
Площадь равна 48
Сведения об объекте t2:
Треугольник прямоугольный
Ширина и высота равны 8 и 12
Площадь равна 48
Сведения об объекте t3:
Треугольник равнобедренный
Ширина и высота равны 4 и 4
Площадь равна 8
А теперь рассмотрим вкратце основные принципы действия ключевого слова base. Когда в производном классе указывается ключевое слово base, вызывается конструктор из его непосредственного базового класса. Следовательно, ключевое слово base всегда обращается к базовому классу, стоящему в иерархии непосредственно над вызывающим классом. Это справедливо даже для многоуровневой иерархии классов. Аргументы передаются базовому конструктору в качестве аргументов метода base(). Если же ключевое слово отсутствует, то автоматически вызывается конструктор, используемый в базовом классе по умолчанию.
Оглавление книги
- Основы наследования
- Доступ к членам класса и наследование
- Конструкторы и наследование
- Наследование и сокрытие имен
- Создание многоуровневой иерархии классов
- Порядок вызова конструкторов
- Ссылки на базовый класс и объекты производных классов
- Виртуальные методы и их переопределение
- Применение абстрактных классов
- Предотвращение наследования с помощью ключевого слова sealed
- Класс object
- ГЛАВА 11 Наследование
- ГЛАВА 3 Выдающиеся конструкторы
- Наследование и конструкторы
- Наследование конструкторов
- Наследование
- Конструкторы по умолчанию
- 9.2. Классы и конструкторы
- У14.4 Наследование без классов
- Конструкторы
- Лекция 9. Наследование и замыкание
- Лекция 14. Введение в наследование
- Лекция 15. Множественное наследование