Einfache Vererbung

In der einfachen Vererbung, eine häufige Art der Vererbung, haben Klassen nur eine Basisklasse. Betrachten Sie die Beziehung, wie in der folgenden Abbildung veranschaulicht.

Einfacher Einzelvererbungs-Graph

Beachten Sie den Ablauf von allgemein zu spezifisch in der Abbildung. Ein anderes häufiges Attribut, das im Entwurf der meisten Klassenhierarchien zu finden ist, ist, dass die abgeleitete Klasse "eine Art" Beziehung mit der Basisklasse hat. In der Abbildung ist Book eine Art PrintedDocument und PaperbackBook eine Art book.

Ein weiteres relevantes Element in der Abbildung: Book ist eine abgeleitete Klasse (von PrintedDocument) und eine Basisklasse (PaperbackBook ist von Book abgeleitet). Eine Skeletal-Deklaration einer solchen Klassenhierarchie wird im folgenden Beispiel gezeigt:

// deriv_SingleInheritance.cpp
// compile with: /LD
class PrintedDocument {};

// Book is derived from PrintedDocument.
class Book : public PrintedDocument {};

// PaperbackBook is derived from Book.
class PaperbackBook : public Book {};

PrintedDocument gilt als "direkte Basisklasse" für Book. Es ist eine "indirekte Basisklasse" für PaperbackBook. Der Unterschied liegt darin, dass eine direkte Basisklasse in der Basisliste einer Klassendeklaration angezeigt wird und eine indirekte Basisklasse nicht.

Die Basisklasse, von der jeder Klasse abgeleitet ist, wird vor der Deklaration der abgeleiteten Klasse deklariert. Es genügt nicht, eine Vorwärtsverweis-Deklaration für eine Basisklasse bereitzustellen, es muss eine vollständige Deklaration sein.

Im vorherigen Beispiel wird der Zugriffsbezeichner public verwendet. Die Bedeutung der öffentlichen, geschützten und privaten Vererbung wird in der Mitgliederzugriffskontrolle beschrieben.

Eine Klasse kann als Basisklasse für viele bestimmte Klassen dienen, wie in der folgenden Abbildung veranschaulicht.

Beispiel für gerichtetes azyklisches Diagramm

Im oben gezeigten Diagramm, das "gerichtetes azyklisches Diagramm" (oder "DAG") genannt wird, sind einige der Klassen Basisklassen für mehrere abgeleitete Klassen. Umgekehrt ist dies jedoch nicht wahr: Es gibt nur eine direkte Basisklasse für jede abgeleitete Klasse. Das Diagramm in der Abbildung stellt eine Struktur mit einfacher Vererbung dar.

Hinweis

Gerichtete azyklische Diagramme sind nicht eindeutig für die einfache Vererbung. Sie werden auch verwendet, um Mehrfachvererbungsdiagramme darzustellen.

Bei der Vererbung enthält die abgeleitete Klasse die Mitglieder der Basisklasse plus neue Mitglieder, die Sie hinzufügen. Daher kann eine abgeleitete Klasse auf Member der Basisklasse verweisen (es sei denn, diese Member werden in der abgeleiteten Klasse neu definiert). Der Bereichsauflösungsoperator (::) kann verwendet werden, um auf Member von direkten oder indirekten Basisklassen zu verweisen, wenn diese Member in der abgeleiteten Klasse neu definiert wurden. Betrachten Sie das folgende Beispiel:

// deriv_SingleInheritance2.cpp
// compile with: /EHsc /c
#include <iostream>
using namespace std;
class Document {
public:
   char *Name;   // Document name.
   void PrintNameOf();   // Print name.
};

// Implementation of PrintNameOf function from class Document.
void Document::PrintNameOf() {
   cout << Name << endl;
}

class Book : public Document {
public:
   Book( char *name, long pagecount );
private:
   long  PageCount;
};

// Constructor from class Book.
Book::Book( char *name, long pagecount ) {
   Name = new char[ strlen( name ) + 1 ];
   strcpy_s( Name, strlen(Name), name );
   PageCount = pagecount;
};

Beachten Sie, dass der Konstruktor für Book, (Book::Book), Zugriff auf den Datenmember Name hat. In einem Programm kann ein Objekt vom Typ Book erstellt und wie folgt verwendet werden:

//  Create a new object of type Book. This invokes the
//   constructor Book::Book.
Book LibraryBook( "Programming Windows, 2nd Ed", 944 );

...

//  Use PrintNameOf function inherited from class Document.
LibraryBook.PrintNameOf();

Wie das obige Beispiel zeigt, werden Klassenmember und geerbte Daten und Funktionen identisch verwendet. Wenn die Implementierung für die Klasse Book eine Neuimplementierung der Funktion PrintNameOf aufruft, kann die Funktion, die der Document-Klasse angehört, nur durch den Bereichsauflösungsoperator (::) aufgerufen werden:

// deriv_SingleInheritance3.cpp
// compile with: /EHsc /LD
#include <iostream>
using namespace std;

class Document {
public:
   char *Name;          // Document name.
   void  PrintNameOf() {}  // Print name.
};

class Book : public Document {
   Book( char *name, long pagecount );
   void PrintNameOf();
   long  PageCount;
};

void Book::PrintNameOf() {
   cout << "Name of book: ";
   Document::PrintNameOf();
}

Zeiger und Verweise auf abgeleitete Klassen können implizit in Zeiger und Verweise auf ihre Basisklassen konvertiert werden, wenn es eine erreichbare, eindeutige Basisklasse gibt. Der folgende Code veranschaulicht dieses Konzept unter Verwendung von Zeigern (das gleiche Prinzip gilt für Verweise):

// deriv_SingleInheritance4.cpp
// compile with: /W3
struct Document {
   char *Name;
   void PrintNameOf() {}
};

class PaperbackBook : public Document {};

int main() {
   Document * DocLib[10];   // Library of ten documents.
   for (int i = 0 ; i < 5 ; i++)
      DocLib[i] = new Document;
   for (int i = 5 ; i < 10 ; i++)
      DocLib[i] = new PaperbackBook;
}

Im vorherigen Beispiel werden verschiedene Typen erstellt. Da diese Typen aber alle von der Document-Klasse abgeleitet werden, gibt es eine implizite Konvertierung zu Document *. Folglich ist DocLib eine "heterogene Liste" (eine Liste, in der nicht alle Objekte vom gleichen Typ sind) mit verschiedene Arten von Objekten.

Da die Document-Klasse eine PrintNameOf-Funktion aufweist, kann sie den Namen jedes Buch in der Bibliothek drucken. Möglicherweise lässt sie jedoch einen Teil der spezifische Informationen zum Typ des Dokuments weg (Seitenanzahl für Book, Anzahl von Bytes für HelpFile usw.).

Hinweis

Die Basisklasse zu zwingen, eine Funktion wie PrintNameOf zu implementieren, führt häufig nicht zum optimalen Entwurf. Virtuelle Funktionen bieten andere Designalternativen.