Текст книги "C# 4.0: полное руководство"
Автор книги: Герберт Шилдт
Жанр:
Программирование
сообщить о нарушении
Текущая страница: 25 (всего у книги 83 страниц)
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.
В производном классе можно определить член с таким же именем, как и у члена его базового класса. В этом случае член базового класса скрывается в производном классе. И хотя формально в C# это не считается ошибкой, компилятор все же выдаст сообщение, предупреждающее о том, что имя скрывается. Если член базового класса требуется скрыть намеренно, то перед его именем следует указать ключевое слово new, чтобы избежать появления подобного предупреждающего сообщения. Следует,
однако, иметь в виду, что это совершенно отдельное применение ключевого слова new, не похожее на его применение при создании экземпляра объекта.
Ниже приведен пример сокрытия имени.
// Пример сокрытия имени с наследственной связью.
using System;
class А {
public int i = 0;
}
// Создать производный класс. j
class В : A { *
new int i; // этот член скрывает член i из класса А public В(int b) {
i = b; // член i в классе В
}
public void Show() {
Console.WriteLine("Член i в производном классе: " + i) ;
}
}
class NameHiding { static void Main() {
В ob = new В(2);
ob.Show() ;
}
}
Прежде всего обратите внимание на использование ключевого слова new в следующей строке кода.
new int i; // этот член скрывает член i из класса А
В этой строке компилятору, по существу, сообщается о том, что вновь создаваемая переменная i намеренно скрывает переменную i из базового класса А и что автору программы об этом известно. Если же опустить ключевое слово new в этой строке кода, то компилятор выдаст предупреждающее сообщение.
Вот к какому результату приводит выполнение приведенного выше кода.
Член i в производном классе: 2
В классе В определяется собственная переменная экземпляра i, которая скрывает переменную i из базового класса А. Поэтому при вызове метода Show() для объекта типа В выводится значение переменной i, определенной в классе В, а не той, что определена в классе А.
Применение ключевого слова base для доступа к скрытому имени
Имеется еще одна форма ключевого слова base, которая действует подобно ключевому слову this, за исключением того, что она всегда ссылается на базовый класс в том производном классе, в котором она используется. Ниже эта форма приведена в общем виде:
base.член
где член может обозначать метод или переменную экземпляра. Эта форма ключевого слова base чаще всего применяется в тех случаях, когда под именами членов производного класса скрываются члены базового класса с теми же самыми именами. В качестве примера ниже приведен другой вариант иерархии классов из предыдущего примера.
// Применение ключевого слова base для преодоления
// препятствия, связанного с сокрытием имен.
using System;
class А {
public int i = 0;
}
// Ссзздать производный класс,
class В : А {
new int i; // этот член скрывает член i из класса А
public В(int a, int b) {
base.i = a; // здесь обнаруживается скрытый член из класса А
i = b; // член i из класса В
}
public void Show() {
// Здесь выводится член i из класса А.
Console.WriteLine("Член i в базовом классе: " + base.i);
// А здесь выводится член i из класса В.
Console.WriteLine("Член i в производном классе: " + i);
}
}
class UncoverName {
static void Main() {
В ob = new В(1, 2);
ob.Show();
}
}
Выполнение этого кода приводит к следующему результату.
Член i в базовом классе: 1
Член i в производном классе: 2
Несмотря на то что переменная экземпляра i в производном классе В скрывает переменную i из базового класса А, ключевое слово base разрешает доступ к переменной i, определенной в базовом классе.
С помощью ключевого слова base могут также вызываться скрытые методы. Например, в приведенном ниже коде класс В наследует класс А и в обоих классах объявляется метод Show(). А затем в методе Show() класса В с помощью ключевого слова base вызывается вариант метода Show(), определенный в классе А.
// Вызвать скрытый метод.
using System;
class А {
public int i = 0;
// Метод Show() в классе A
public void Show() {
Console.WriteLine("Член i в базовом классе: " + i);
}
}
// Создать производный класс,
class В : А {
new int i; // этот член скрывает член i из класса А
public В(int a, int b) {
base.i = a; // здесь обнаруживается скрытый член из класса А
i = b; // член i из класса В
}
// Здесь скрывается метод Show() из класса А. Обратите
// внимание на применение ключевого слова new.
new public void Show() {
base.Show(); // здесь вызывается метод Show() из класса А
// далее выводится член i из класса В
Console.WriteLine("Член i в производном классе: " + i);
}
}
class UncoverName {
static void Main() {
В ob = new В (1, 2);
ob.Show();
}
}
Выполнение этого кода приводит к следующему результату.
Член i в базовом классе: 1
Член i в производном классе: 2
Как видите, в выражении base.Show() вызывается вариант метода Show() из базового класса.
Обратите также внимание на следующее: ключевое слово new используется в приведенном выше коде с целью сообщить компилятору о том, что метод Show(), вновь объявляемый в производном классе В, намеренно скрывает другой метод Show(), определенный в базовом классе А .
В представленных до сих пор примерах программ использовались простые иерархии классов, состоявшие только из базового и производного классов. Но в C# можно также строить иерархии, состоящие из любого числа уровней наследования. Как упоминалось выше, многоуровневая иерархия идеально подходит для использования одного производного класса в качестве базового для другого производного класса. Так, если имеются три класса, А, В и С, то класс С может наследовать от класса В, а тот, в свою очередь, от класса А. В таком случае каждый производный класс наследует характерные особенности всех своих базовых классов. В частности, класс С наследует все члены классов В и А.
Для того чтобы показать, насколько полезной может оказаться многоуровневая иерархия классов, рассмотрим следующий пример программы. В ней производный класс Triangle служит в качестве базового для создания другого производного класса – ColorTriangle. При этом класс ColorTriangle наследует все характерные особенности, а по существу, члены классов Triangle и TwoDShape, к которым добавляется поле color, содержащее цвет треугольника.
// Пример построения многоуровневой иерархии классов.
using System;
class TwoDShape {
double pri_width;
double pri_height;
// Конструктор, используемый по умолчанию,
public TwoDShape() {
Width = Height = 0.0;
}
// Конструктор для 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; // закрытый член класса
/* Конструктор, используемый по умолчанию. Автоматически вызывает конструктор, доступный по умолчанию в классе TwoDShape. */
public Triangle() {
Style = «null»;
}
// Конструктор.
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);
}
}
// Расширить класс Triangle,
class ColorTriangle : Triangle {
string color;
public ColorTriangle(string c, string s,
double w, double h) : base(s, w, h) {
color = c;
}
// Показать цвет треугольника,
public void ShowColor() {
Console.WriteLine("Цвет " + color);
}
}
class Shapes6 {
static void Main() {
ColorTriangle t1 =
new ColorTriangle(«синий», «прямоугольный», 8.0, 12.0);
ColorTriangle t2 =
new ColorTriangle(«красный», «равнобедренный», 2.0, 2.0);
Console.WriteLine("Сведения об объекте t1: ");
t1.ShowStyle();
t1.ShowDim();
t1.ShowColor();
Console .WriteLine ("Площадь равна " + t1.Area());
Console.WriteLine() ;
Console.WriteLine("Сведения об объекте t2: ");
t2.ShowStyle();
t2.ShowDim();
t2.ShowColor() ;
Console.WriteLine("Площадь равна " + t2.Area());
}
}
При выполнении этой программы получается следующей результат.
Сведения об объекте t1:
Треугольник прямоугольный
Ширина и высота равны 8 и 12
Цвет синий
Площадь равна 48
Сведения об объекте t2:
Треугольник равнобедренный
Ширина и высота равны 2 и 2
Цвет красный
Площадь равна 2
Благодаря наследованию в классе ColorTriangle могут использоваться определенные ранее классы Triangle и TwoDShape, к элементам которых добавляется лишь та информация, которая требуется для конкретного применения данного класса. В этом отчасти и состоит ценность наследования, поскольку оно допускает повторное использование кода.
Приведенный выше пример демонстрирует еще одно важное положение: ключевое слово base всегда обозначает ссылку на конструктор ближайшего по иерархии базового класса. Так, ключевое слово base в классе ColorTriangle обозначает вызов конструктора из класса Triangle, а ключевое слово base в классе Triangle – вызов конструктора из класса TwoDShape. Если же в иерархии классов конструктору базового класса требуются параметры, то все производные классы должны предоставлять эти параметры вверх по иерархии, независимо от того, требуются они самому производному классу или нет.
