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 опреде ленные 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: ключе вое 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 базо вого класса требуются параметры, то все производные классы должны предоставлять эти параметры вверх по иерархии, независимо от того, требуются они самому произ водному классу или нет. Порядок вызова конструкторов
В связи с изложенными выше в отношении наследования и иерархии классов мо жет возникнуть следующий резонный вопрос: когда создается объект производного класса и какой конструктор выполняется первым — тот, что определен в производном классе, или же тот, что определен в базовом классе? Так, если имеется базовый класс А и производный класс В, то вызывается ли конструктор класса А раньше конструктора класса В? Ответ на этот вопрос состоит в том, что в иерархии классов конструкторы вы зываются по порядку выведения классов: от базового к производному. Более того, этот порядок остается неизменным независимо от использования ключевого слова base. Так, если ключевое слово base не используется, то выполняется конструктор по умол чанию, т.е. конструктор без параметров. В приведенном ниже примере программы демонстрируется порядок вызова и выполнения конструкторов. // Продемонстрировать порядок вызова конструкторов. using System; // Создать базовый класс. class А { public А() { Console.WriteLine("Конструирование класса А."); } } // Создать класс, производный от класса А. class В : А { public В() { Console.WriteLine("Конструирование класса В."); } } // Создать класс, производный от класса В. class С : В { public С() { Console.WriteLine("Конструирование класса С."); } } class OrderOfConstruction { static void Main() { С с = new С(); } }
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы. Конструирование класса А. Конструирование класса В. Конструирование класса С.
Как видите, конструкторы вызываются по порядку выведения их классов.
Если хорошенько подумать, то в вызове конструкторов по порядку выведения их классов можно обнаружить определенный смысл. Ведь базовому классу ничего не из вестно ни об одном из производных от него классов, и поэтому любая инициализация, которая требуется его членам, осуществляется совершенно отдельно от инициализа ции членов производного класса, а возможно, это и необходимое условие. Следова тельно, она должна выполняться первой. Ссылки на базовый класс и объекты производных классов
Как вам должно быть уже известно, C# является строго типизированным языком программирования. Помимо стандартных преобразований и автоматического про движения простых типов значений, в этом языке строго соблюдается принцип совме стимости типов. Это означает, что переменная ссылки на объект класса одного типа, как правило, не может ссылаться на объект класса другого типа. В качестве примера рассмотрим следующую программу, в которой объявляются два класса одинаковой структуры. // Эта программа не подлежит компиляции. class X { int а; public X(int i) { a = i; } } class Y { int a; public Y(int i) { a = i; } } class IncompatibleRef { static void Main() { X x = new X(10); X x2; Y у = new Y(5); x2 = x; // верно, поскольку оба объекта относятся к одному и тому же типу х2 = у; // ошибка, поскольку это разнотипные объекты } }
Несмотря на то что классы X и Y в данном примере совершенно одинаковы по своей структуре, ссылку на объект типа Y нельзя присвоить переменной ссылки на объект типа X, поскольку типы у них разные. Поэтому следующая строка кода оказывается неверной и может привести к ошибке из-за несовместимости типов во время компи ляции. х2 = у; // неверно, поскольку это разнотипные объекты
Вообще говоря, переменная ссылки на объект может ссылаться только на объект своего типа.
Но из этого принципа строгого соблюдения типов в C# имеется одно важное ис ключение: переменной ссылки на объект базового класса может быть присвоена ссыл ка на объект любого производного от него класса. Такое присваивание считается впол не допустимым, поскольку экземпляр объекта производного типа инкапсулирует эк земпляр объекта базового типа. Следовательно, по ссылке на объект базового класса можно обращаться к объекту производного класса. Ниже приведен соответствующий пример. // По ссылке на объект базового класса можно обращаться // к объекту производного класса. using System; class X { public int a; public X(int i) { a = i; } } class Y : X { public int b; public Y(int i, int j) : base(j) { b = i; } } class BaseRef { static void Main() { X x = new X(10); X x2; Y у = new Y(5, 6); x2 = x; // верно, поскольку оба объекта относятся к одному и тому же типу Console.WriteLine("х2.а: " + х2.а); х2 = у; // тоже верно, поскольку класс Y является производным от класса X Console.WriteLine("х2.а: " + х2.а); // ссылкам на объекты класса X известно только о членах класса X х2.а = 19; // верно // х2.b = 27; // неверно, поскольку член b отсутствует у класса X } }
В данном примере класс Y является производным от класса X. Поэтому следующая операция присваивания: х2 = у; // тоже верно, поскольку класс Y является производным от класса X
считается вполне допустимой. Ведь по ссылке на объект базового класса (в данном слу чае — это переменная х2 ссылки на объект класса X) можно обращаться к объекту про изводного класса, т.е. к объекту, на который ссылается переменная у.
Следует особо подчеркнуть, что доступ к конкретным членам класса определяется типом переменной ссылки на объект, а не типом объекта, на который она ссылается. Это означает, что если ссылка на объект производного класса присваивается перемен ной ссылки на объект базового класса, то доступ разрешается только к тем частям это го объекта, которые определяются базовым классом. Именно поэтому переменной х2 недоступен член b класса Y, когда она ссылается на объект этого класса. И в этом есть своя логика, поскольку базовому классу ничего не известно о тех членах, которые до бавлены в производный от него класс. Именно поэтому последняя строка кода в при веденном выше примере была закомментирована.
Несмотря на кажущийся несколько отвлеченным характер приведенных выше рас- суждений, им можно найти ряд важных применений на практике. Одно из них рас сматривается ниже, а другое — далее в этой главе, когда речь пойдет о виртуальных методах.
Один из самых важных моментов для присваивания ссылок на объекты произво дного класса переменным базового класса наступает тогда, когда конструкторы вы зываются в иерархии классов. Как вам должно быть уже известно, в классе нередко определяется конструктор, принимающий объект своего класса в качестве параметра. Благодаря этому в классе может быть сконструирована копия его объекта. Этой осо бенностью можно выгодно воспользоваться в классах, производных от такого класса. В качестве примера рассмотрим очередные варианты классов TwoDShape и Triangle. В оба класса добавлены конструкторы, принимающие объект в качестве параметра. // Передать ссылку на объект производного класса // переменной ссылки на объект базового класса. using System; class TwoDShape { double pri_width; double pri_height; // Конструктор 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 х) { Width = Height = x; } // Сконструировать копию объекта TwoDShape. public TwoDShape(TwoDShape ob) { Width = ob.Width; Height = ob.Height; } // 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. public Triangle() { Style = "null"; } // Конструктор для класса Triangle. public Triangle(string s, double w, double h) : base (w, h) { Style = s; } // Сконструировать равнобедренный треугольник. public Triangle(double x) : base(x) { Style = "равнобедренный"; } // Сконструировать копию объекта типа Triangle. public Triangle (Triangle ob) : base(ob) { Style = ob.Style; } // Возвратить площадь треугольника. public double Area() { return Width * Height / 2; } // Показать тип треугольника. public void ShowStyle() { Console.WriteLine("Треугольник " + Style); } } class Shapes7 { static void Main() { Triangle t1 = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0); // Сделать копию объекта t1. Triangle t2 = new Triangle(t1); 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()); } }