Порядок побудови дочірніх класів в С++ / Уроки по С++ / aCode

На попередньому уроці ми дізналися, що класи можуть успадковувати змінні-члени і методи від інших класів. На цьому уроці ми розглянемо порядок подій, які виконуються при ініціалізації об’єктів дочірнього класу.

По-перше, ось 2 класи, які допомагатимуть нам ілюструвати важливі моменти:

class Parent
{
public:
    int m_id;
 
    Parent(int id=0)
        : m_id(id)
    {
    }
 
    int getId() const { return m_id; }
};
 
class Child: public Parent
{
public:
    double m_value;
 
    Child(double value=0.0)
        : m_value(value)
    {
    }
 
    double getValue() const { return m_value; }
};

class Parent

{

public:

int m_id;

Parent(int id=0)

: m_id(id)

{

}

int getId() const { return m_id; }

};

class Child: public Parent

{

public:

double m_value;

Child(double value=0.0)

: m_value(value)

{

}

double getValue() const { return m_value; }

};

У цьому прикладі клас Child є дочірнім, а клас Parent — батьківським:

Оскільки Child успадковує змінні-члени і методи класу Parent, то ви можете припустити, що члени класу Parent копіюються в клас Child, але це не так. Замість цього розглядайте Child як клас, який складається з двох частин: перша — Parent, друга — Child:

Ви вже бачили безліч прикладів того, що відбувається при створенні об’єктів звичайного (НЕ дочірнього) класу:

int main()
{
    Parent parent;
 
    return 0;
}

int main()

{

Parent parent;

return 0;

}

Parent — це не дочірній клас, тому що він не наслідує властивості будь-яких інших класів. C++ виділяє пам’ять для Parent, потім викликається конструктор за замовчуванням класу Parent для виконання ініціалізації.

Тепер розглянемо, що відбувається при створенні об’єктів дочірнього класу:

int main()
{
    Child child;
 
    return 0;
}

int main()

{

Child child;

return 0;

}

На перший погляд все начебто так само, як і в попередньому прикладі, але “під капотом” це не зовсім так. Як ми вже говорили, клас Child складається з двох частин: частина Parent і частина Child. Коли C++ створює об’єкти дочірніх класів, то він робить це поетапно. Спочатку створюється самий верхній клас ієрархії (той, який батько). Потім створюється дочірній клас, який йде наступним по порядку, і так до тих пір, поки не буде створено останній клас (той, який знаходиться в самому низу ієрархії).

Тому, при створенні об’єкта класу Child, спочатку створюється частина Parent класу Child (з використанням конструктора за замовчуванням класу Parent) і після того, як з частиною Parent завершено, створюється друга частина Child (з використанням конструктора за замовчуванням класу Child). У нашому прикладі більше немає дочірніх класів, тому на цьому все і закінчується.

Цей процес насправді легко проілюструвати:

#include <iostream>
 
class Parent
{
public:
    int m_id;
 
    Parent(int id=0)
        : m_id(id)
    {
        std::cout << "Parent\n";
    }
 
    int getId() const { return m_id; }
};
 
class Child: public Parent
{
public:
    double m_value;
 
    Child(double value=0.0)
        : m_value(value)
    {
        std::cout << "Child\n";
    }
 
    double getValue() const { return m_value; }
};
 
int main()
{
    std::cout << "Instantiating Parent:\n";
    Parent dParent;
 
    std::cout << "Instantiating Child:\n";
    Child dChild;
 
    return 0;
}

#include <iostream>

class Parent

{

public:

int m_id;

Parent(int id=0)

: m_id(id)

{

std::cout << "Parent\n";

}

int getId() const { return m_id; }

};

class Child: public Parent

{

public:

double m_value;

Child(double value=0.0)

: m_value(value)

{

std::cout << "Child\n";

}

double getValue() const { return m_value; }

};

int main()

{

std::cout << "Instantiating Parent:\n";

Parent dParent;

std::cout << "Instantiating Child:\n";

Child dChild;

return 0;

}

Результат виконання програми:

Instantiating Parent: Parent Instantiating Child: Parent Child

Як ви можете бачити, при створенні Child спочатку створюється частина Parent класу Child. У цьому є сенс, тому що (логічно) дитина не може існувати без батьків. Це також сприяє безпеці та ефективності виконання коду: дочірній клас часто використовує змінні-члени і методи батька, але батьківський клас нічого не знає про свій дочірній клас. Початкова ініціалізація батьківського класу гарантує, що його змінні-члени і методи будуть проініціалізовані до моменту використання їх дочірнім класом.

Порядок побудови класів в “ланцюжку” спадкувань

Часто трапляються ситуації, коли одні класи успадковують властивості інших класів, які, в свою чергу, успадковують властивості своїх попередніх (батьківських) класів. Наприклад:

class A
{
public:
    A()
    {
        std::cout << "A\n";
    }
};
 
class B: public A
{
public:
    B()
    {
        std::cout << "B\n";
    }
};
 
class C: public B
{
public:
    C()
    {
        std::cout << "C\n";
    }
};
 
class D: public C
{
public:
    D()
    {
        std::cout << "D\n";
    }
};

class A

{

public:

A()

{

std::cout << "A\n";

}

};

class B: public A

{

public:

B()

{

std::cout << "B\n";

}

};

class C: public B

{

public:

C()

{

std::cout << "C\n";

}

};

class D: public C

{

public:

D()

{

std::cout << "D\n";

}

};

Пам’ятайте, що в C++ завжди йде побудова з «першого» або «топового» класу ієрархії. Потім C++ переходить до наступного класу в ієрархії і виконує його побудову. Цей процес послідовний.

Проілюструємо порядок побудови класів у вищенаведеному “ланцюжку” спадкування:

int main()
{
    std::cout << "Constructing A: \n";
    A cA;
 
    std::cout << "Constructing B: \n";
    B cB;
 
    std::cout << "Constructing C: \n";
    C cC;
 
    std::cout << "Constructing D: \n";
    D cD;
}

int main()

{

std::cout << "Constructing A: \n";

A cA;

std::cout << "Constructing B: \n";

B cB;

std::cout << "Constructing C: \n";

C cC;

std::cout << "Constructing D: \n";

D cD;

}

Результат:

Constructing A: A Constructing B: A B Constructing C: A B C Constructing D: A B C D

Висновки

Мова C++ виконує побудову дочірніх класів поетапно, починаючи з верхнього класу ієрархії і закінчуючи нижнім класом ієрархії. У міру побудови кожного класу для виконання ініціалізації викликається відповідний конструктор відповідного класу.

На наступному уроці ми розглянемо роль конструкторів в процесі побудови дочірніх класів.

Оцінити статтю: