Отношения между классами: наследование, вложение. Лекция 14

Между классами возможны два типа отношений:
1. Отношение типа is-a (есть, является), при котором один класс есть подвидом другого класса. При таком отношении один класс расширяет (детализирует) возможности другого класса. Расширение возможностей класса осуществляется благодаря использованию наследования.
2. Отношение, при котором существует взаимосвязь между двумя классами.

Подвиды отношений:
2.1. Отношение типа has-a (класс содержит другой класс). В этом случае в классе объявляется одних или несколько экземпляров другого класса. При данном отношении возможны два случая взаимодействия. Первый случай, это когда объект (экземпляр), который объявлен в классе, не является составной частью класса (агрегация) и его использование не влияет на функциональную работу класса. Второй случай, когда объект, который объявлен в классе, есть составной частью этого класса (композиция).
2.2. Отношение типа uses (класс «использует другой класс). В этом случае класс содержит программный код другого вложенного класса, к которому он имеет доступ.

Наследование
Наследование - механизм, позволяющий написать производный класс-потомок на основе уже существующего (родительского, базового) класса. В класс–потомок добавляются поля и методы и базового класса. Наследование бывает одиночным и множественным.
Одиночное наследование – вид наследования, при котором один потомок наследуется от одного родителя.
Множественное наследование – вид наследования, при котором один потомок наследуется от нескольких родителей.

Наследование как средство специализации.
Специализация наиболее очевидное применение наследования в ООП. Сосредоточив в классах, призванных быть базовыми, общие свойства группы связанных, но тем не менее различных объектов мы получаем возможность сравнительно быстро создавать конкретные классы, уточняя характеристики базового.
Специализация может заключаться как в добавлении новых методов и атрибутов (например, газета и газета с приложением), так и в переопределении уже имеющихся методов (например, иерархия классов-счетов).

Пример простейшего типа отношения is-a (наследование)
Суть отношения типа is-a состоит в том, что класс есть подвидом другого класса. В данном примере базовый класс Circle расширяется классом CircleColor. Класс CircleColor есть подвидом класса Circle и добавляет к нему поле цвета.
В классе Circle реализованы следующие элементы:
внутренние скрытые (private) поля x, y, r;
конструктор Circle() с 3 параметрами, которые заполняют значения внутренних полей;
методы доступа GetXYR(), SetXYR() к полям класса;
функция Area() вычисления площади круга.

Пример простейшего типа отношения is-a (наследование)
В производном классе CircleColor реализованы поля и методы, которые дополняют класс Color:
внутреннее скрытое поле класса color;
конструктор CircleColor() с 4 параметрами, который обращается к конструктору класса Color;
методы GetColor(), SetColor() для доступа к скрытой переменной color.

Отношения между классами типа has-a
При отношении has-a класс содержит один или несколько объектов (экземпляров) другого класса. Существуют два вида отношения has-a:
агрегация. Это случай, когда один или несколько вложенных объектов не являются частью класса. Класс может содержать любое количество таких объектов (даже 0). Для лучшего изучения агрегации смотрите приведенные ниже примеры;
композиция. В этом случае один или несколько вложенных объектов есть частью класса, то есть без этих объектов невозможно логическое существование самого класса.

Пример агрегации.
Класс BusStation (Автостанция) содержит массивы экземпляров классов Bus (Автобус), Car (Автомобиль). Количество элементов в массивах классов Bus и Car может изменяться. Даже, если на автостанции в данный момент времени не будет ни одного автобуса или автомобиля, автостанция будет функционировать. Это есть агрегация.