Java: руководство для начинающих (ЛП)

Ниже приведен результат выполнения данной программы.Info for tl:Triangle is isoscelesWidth and height are 4.0 and 4.0244 Java 7: руководство для начинающих, 5-е изданиеArea is 8.0Info for t2:Triangle is rightWidth and height are 8.0 and 12.0Area is 48.0

Здесь в классе TwoDShape определены атрибуты обобщенной двумерной фигуры, конкретным воплощением которой может быть квадрат, треугольник, прямоугольник и т.д. Класс Triangle представляет конкретную разновидность объекта типа TwoDShape, в данном случае — треугольник. Класс Triangle включает в себя все элементы класса TwoDObject, а в дополнение к ним — поле style и методы area () и showStyle (). Описание треугольника хранится в переменной экземпляра style, метод area () вычисляет и возвращает площадь треугольника, а метод showStyle () отображает геометрическую форму треугольника.

В класс Triangle входят все члены суперкласса TwoDShape, и поэтому в теле метода area () доступны переменные экземпляра width и height. Кроме того, с помощью объектов tl и t2 в методе main () можно непосредственно обращаться к переменным width и height, как будто они принадлежат классу Triangle. На рис. 7.1 схематически показано, каким образом суперкласс TwoDShape включается в состав класса Triangle.

Рис. 7.1. Схематическое представление класса Triangle

Несмотря на то что TwoDShape является суперклассом для класса Triangle, он по-прежнему остается независимым классом. Тот факт, что один класс является суперклассом другого класса, совсем не означает, что он не может быть использован самостоятельно. Например, следующий фрагмент кода считается вполне допустимым:TwoDShape shape = new TwoDShape();shape.width = 10;shape.height = 20;shape.showDim();

Разумеется, объекту типа TwoDShape ничего не известно о подклассах своего класса TwoDShape, и он не может даже обратиться к ним.

Ниже приведена общая форма объявления класса, наследующего от суперкласса.class имя_подкласса extends имя_суперкласса {// тело класса}

Для каждого создаваемого подкласса можно указать только один суперкласс. Множественное наследование в Java не поддерживается, т.е. у подкласса не может быть несколько суперклассов. (Этим Java отличается от языка C++, где можно создать класс, производный сразу от нескольких классов. Об этом не следует забывать, преобразуя код C++ в код Java.) С другой стороны, вполне допустима многоуровневая иерархия, в которой один подкласс является суперклассом другого подкласса. И конечно же, класс не может быть суперклассом для самого себя.

Главное преимущество наследования заключается в следующем: как только будет создан суперкласс, в котором определены общие для множества объектов атрибуты, он может быть использован для создания любого числа более конкретных подклассов. А в каждом подклассе может быть точно выстроена своя собственная классификация. В качестве примера ниже приведен еще один подкласс, производный от суперкласса TwoDShape и инкапсулирующий прямоугольники.// Подкласс класса TwoDShape, представляющий прямоугольники,class Rectangle extends TwoDShape { boolean isSquareO { if(width == height) return true; return false; } double area() { return width * height; }}

В класс Rectangle входят все члены класса TwoDShape. Кроме того, он содержит метод is Square (), определяющий, является ли прямоугольник квадратом, а также метод area (), вычисляющий площадь прямоугольника.Доступ к членам класса и наследование

Как пояснялось в главе 6, члены класса зачастую объявляются закрытыми, чтобы исключить их несанкционированное или незаконное использование. Но наследование класса не отменяет ограничения, накладываемые на доступ к закрытым членам класса. Поэтому если в подкласс и входят все члены его суперкласса, то в нем все равно оказываются недоступными те члены суперкласса, которые являются закрытыми. Так, если сделать закрытыми переменные экземпляра width и height в классе TwoDShape, они станут недоступными в классе Triangle, как показано ниже.// Закрытые члены класса не наследуются.// Этот код не подлежит компиляции.// Класс, описывающий двумерные объекты,class TwoDShape { private double width; // Теперь эти переменные private double height; // объявлены как закрытые. void showDim() { System.out.println("Width and height are " + width + " and " + height); }}// Подкласс, производный от класса TwoDShape,// для представления треугольников.,class Triangle extends TwoDShape { String style; double area() { // Обратиться к членам суперкласса, объявленным // как закрытые, нельзя. return width * height / 2; // Ошибка! Доступ запрещен. } void showStyle() { System.out.println("Triangle is " + style); }}

Класс Triangle не будет скомпилирован, поскольку ссылки на переменные экземпляра width и height в методе area () нарушают правила доступа. Эти переменные объявлены закрытыми (private), и поэтому они доступны только членам собственного класса. А его подклассам запрещено обращаться к ним.

Напомним, что член класса, объявленный закрытым (private), недоступен за пределами своего класса. Это ограничение распространяется и на подклассы.

На первый взгляд, ограничение на доступ к закрытым членам суперкласса из подкласса кажется трудно преодолимым, поскольку оно не дает во многих случаях возможности пользоваться закрытыми членами этого класса. Но на самом деле это не так. Как пояснялось в главе 6, для обращения к закрытым членам класса в программах на Java обычно используются специальные методы доступа. Ниже в качестве примера приведены видоизмененные классы TwoDShape и Triangle, в которых обращение к переменным экземпляра width и height осуществляется с помощью специальных методов доступа.// Применение методов доступа для установки и/// получения значений закрытых переменных.// Класс, описывающий двумерные объекты,class TwoDShape { private double width; // Теперь эти переменные private double height; // объявлены как закрытые. // Методы доступа к переменным экземпляра width и height. double getWidth() { return width; } double getHeight() { return height; } void setWidth(double w) { width = w; } void setHeight(double h) { height = h; } void showDim() { System.out.println("Width and height are " + width + " and " + height); }}// Подкласс, производный от класса TwoDShape,// для представления треугольников.class Triangle extends TwoDShape { String style; double area() { // Применение методов доступа, предоставляемых суперклассом. return getWidth() * getHeightO / 2; } void showStyle() { System.out.println("Triangle is " + style); }}class Shapes2 { public static void main(String args[]) { Triangle tl = new Triangle(); Triangle t2 = new Triangle(); tl.setWidth(4.0); tl. setHeight(4.0) ; tl.style = "isosceles"; t2.setWidth(8.0); t2.setHeight(12.0); t2.style = "right"; System.out.println("Info for tl: "); tl.showStyle(); tl.showDim(); System.out.println ("Area is " + tl.areaO); System.out.println() ; System.out.println("Info for t2: ") ; t2.showStyle(); t2.showDim(); System.out.println("Area is " + t2.area()); }}Конструкторы и наследование

В иерархии классов допускается, чтобы у суперклассов и подклассов были свои собственные конструкторы. В связи с этим возникает следующий резонный вопрос: какой конструктор отвечает за построение объекта подкласса: конструктор суперкласса, конструктор подкласса или же оба вместе? На этот вопрос можно ответить так: конструктор суперкласса конструирует родительскую часть объекта, а конструктор подкласса — производную часть этого объекта. И в этом есть своя логика, поскольку суперклассу неизвестны и недоступны любые элементы подкласса, а следовательно, их конструирование должно происходить раздельно. В приведенных выше примерах данный вопрос не возникал, поскольку они опирались на автоматическое создание конструкторов, используемых в Java по умолчанию. Но на практике конструкторы определяются явным образом в большинстве классов. Ниже будет показано, каким образом разрешается подобная ситуация.