Одиночное наследование

При единичном наследовании, самой распространенной форме наследования, каждый класс имеет только один базовый класс. Рассмотрим пример взаимоотношений на следующем рисунке.

Граф простого одиночного наследования

Обратите внимание на переход от общего к конкретному на этом рисунке. В структуре большинства иерархий классов заметна еще одна общая особенность: каждый производный класс является разновидностью базового класса. На этом рисунке видно, что класс Book является разновидностью класса PrintedDocument, а PaperbackBook — разновидностью класса book.

На этом рисунке необходимо обратить внимание еще на одну особенность: Book является не только производным (от класса PrintedDocument), но и базовым классом (PaperbackBook является производным от Book). В следующем примере показана структура объявления такой иерархии классов:

// 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 {};

Для PrintedDocument класс Book считается прямым базовым классом, а для PaperbackBook — косвенным. Различие заключается в том, что первый из них выводится в списке базовых классов в объявлении класса, а последний — нет.

Базовый класс, производными от которого являются другие классы, объявляется раньше производных классов. Для базового класса недостаточно предоставить объявление с опережающей ссылкой; объявление должно быть полным.

В предыдущем примере используется описатель public доступа. Значение общедоступного, защищенного и частного наследования описано в разделе "Член-контроль доступа".

Один класс может быть базовым для нескольких более специализированных классов, как показано в следующем примере.

Пример ориентированного ациклического графа

На приведенной выше схеме ориентированного ациклического графа (DAG) некоторые классы являются базовыми для нескольких производных классов. Но обратное не выполняется: для каждого производного класса имеется только один прямой базовый класс. На этом рисунке представлена структура с единичным наследованием.

Примечание.

Ориентированные ациклические графы могут описывать структуры не только с единичным, но и с множественным наследованием.

При наследовании производный класс содержит члены базового класса, а также те члены, которые вы в него добавили. В результате производный класс может обращаться к членам базового класса (если в производном классе такие члены были переопределены). Если члены прямых или косвенных базовых классов были переопределены в производном классе, то обращаться к ним можно при помощи оператора разрешения области видимости (::). Рассмотрим следующий пример.

// 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;
};

Обратите внимание, что конструктор класса Book (Book::Book) может обращаться к элементу данных Name. В программе объект типа Book можно создать и использовать следующим образом:

//  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();

Как показано в предыдущем примере, член класса и наследуемые данные и функции используются одинаково. Если реализации класса Book требует повторно реализовать функцию PrintNameOf, то та функция, которая принадлежит классу Document, может вызываться только при помощи оператора разрешения области видимости (::):

// 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();
}

Указатели и ссылки на производные классы могут быть неявно преобразованы в указатели и ссылки на их базовые классы (если имеется доступный и однозначный базовый класс). Эта концепция показана в следующем фрагменте кода на примере указателей (тот же принцип действует и для ссылок):

// 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;
}

В приведенном выше примере создаются разные типы. Однако поскольку все эти типы являются производными от класса Document, то выполняется неявное преобразование в Document *. В результате этого массив DocLib содержит объекты разных типов и является "разнородным списком" (то есть не все его объекты относятся к одному и тому же типу).

Поскольку класс Document имеет функцию PrintNameOf, он позволяет напечатать имя каждой книги в библиотеке, хотя при этом может опускаться часть информации, которая характерна только для данного типа документов (количество страниц для класса Book, размер в байтах для класса HelpFile и т. д).

Примечание.

Такие функции, как PrintNameOf, не рекомендуется реализовывать в базовых классах. Виртуальные функции предлагают другие варианты проектирования.