Основы объектно-ориентированного программирования

Оконные системы вводят понятие меню, реализуемое классом MENU с запросом, возвращающим список элементов, и командами отображения, перехода к следующему элементу и т.д. Меню составлено из элементов, поэтому нам понадобится класс MENU_ENTRY с такими запросами, как parent_menu и operation (операция, выполняемая при выборе элемента) и такими командами, как execute (выполняет операцию operation).

Среди меню нередко встречаются каскадные, или шагающие меню (walking menu), где выбор элемента приводит к появлению подменю (submenu). На рисунке приведено шагающее меню среды Open Windows, созданной корпорацией Sun:

Рис. 15.25.  Выпадающее меню

Предложите описание класса SUBMENU. (Подсказка: подменю одновременно является меню и элементом меню, чья операция должна отображать подменю.) Можно ли это понятие с легкостью описать в языке без множественного наследования?

У15.9 Плоский precursor (предшественник)

Что должна показывать плоская форма класса при встрече с инструкцией, использующей Precursor?

У15.10 Дублируемое наследование и репликация

Напишите класс WINDOW_WITH_BORDER_AND_MENU без обращения к Precursor. Для доступа к родительскому варианту переопределенного компонента используйте репликацию при дублируемом наследовании. Убедитесь в том, что вы используете правильные предложения select и назначаете каждому компоненту правильный статус экспорта.

Лекция 16. Техника наследования

Наследование - ключевая составляющая ОО-подхода к повторному использованию и расширяемости. В этой лекции нам предстоит исследовать новые возможности, разнородные, но демонстрирующие замечательные следствия красоты базисных идей.

Наследование и утверждения

Следствия красоты базисных идей:

[x]. Связь наследования с утверждениями и Проектированием по Контракту.

[x]. Глобальная структура наследования, где все классы согласованы.

[x]. Замороженные компоненты, для которых не применим принцип Открыт-Закрыт.

[x]. Ограниченная универсальность: как задавать требования на родовые параметры.

[x]. Попытка присваивания: как безопасно приводить к типу.

[x]. Как и когда изменять свойства типа при повторных объявлениях.

[x]. Закрепленные объявления, помогающие избежать лавины переобъявлений.

[x]. Непростые отношения между наследованием и скрытием информации.

Вопросам наследования будут посвящены еще две лекции: обзор проблем типизации представлен в лекции 17, а подробное обсуждение методологии наследования - в лекции 6 курса "Основы объектно-ориентированного проектирования".

Большинство разделов этой лекции строится по единому принципу: экзаменуются следствия идей предыдущих двух лекций, обнаруживаются проблемы, они подробно анализируются, предлагается обоснованное решение. Ключевым является шаг анализа - как только проблема становится ясной, зачастую решение ее находится сразу же.

Обладая изрядной мощью, наследование может быть и опасным. Не будь механизма утверждений, создатели классов могли бы весьма "вероломно" пользоваться повторными объявлениями и динамическим связыванием для изменения семантики операций без возможности контроля со стороны клиента. Утверждения способны на большее: они дают нам боле глубокое понимание природы наследования. Не будет преувеличением сказать, что лишь понимание принципов Проектирования по Контракту позволяет в полной мере постичь сущность концепции наследования.

Вкратце мы уже очертили основные правила, управляющие взаимосвязью наследования и утверждений: все утверждения (предусловие и постусловия подпрограмм, инварианты классов), заданные в классах-родителях, остаются в силе и для их потомков. В этом разделе мы уточним эти правила и используем полученные результаты, чтобы дать новый взгляд на наследование как на субподряды (subcontracts).

Инварианты

С правилом об инвариантах класса мы встречались и прежде:

Правило родительских инвариантов

Инварианты всех родителей применимы и к самому классу.

Инварианты родителей добавляются к классу. Инварианты соединяются логической операцией and then. (Если у класса нет явного инварианта, то инвариант True играет эту роль.) По индукции в классе действуют инварианты всех его предков, как прямых, так и косвенных.

Как следствие, выписывать инварианты родителей в инварианте потомка еще раз не нужно (хотя семантически такая избыточность не вредит: a and then a есть то же самое, что a).

Полностью восстановленный инвариант класса можно найти в плоской и краткой плоской форме последнего (см. лекцию 15).