Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

Car можно работать следующим образом:

using System;

using BasicInheritance;

Console.WriteLine("***** Basic Inheritance *****n");

// Создать объект Car и установить максимальную и текущую скорости.

Car myCar = new Car(80) {Speed = 50};

// Вывести значение текущей скорости.

Console.WriteLine("My car is going {0} MPH", myCar.Speed);

Console.ReadLine();

Указание родительского класса для существующего класса

Теперь предположим, что планируется построить новый класс по имени MiniVan. Подобно базовому классу Car вы хотите определить класс MiniVan так, чтобы он поддерживал данные для максимальной и текущей скоростей и свойство по имени Speed, которое позволило бы пользователю модифицировать состояние объекта. Очевидно, что классы Car и MiniVan взаимосвязаны; фактически можно сказать, что MiniVan "является" разновидностью Car. Отношение "является" (формально называемое классическим наследованием) позволяет строить новые определения классов, которые расширяют функциональность существующих классов.

Существующий класс, который будет служить основой для нового класса, называется базовым классом, суперклассом или родительским классом. Роль базового класса заключается в определении всех общих данных и членов для классов, которые его расширяют. Расширяющие классы формально называются производными или дочерними классами. В языке C# для установления между классами отношения "является" применяется операция двоеточия в определении класса. Пусть вы написали новый класс MiniVan следующего вида:

namespace BasicInheritance

{

  // MiniVan "является" Car.

  sealed class MiniVan : Car

  {

  }

}

В текущий момент никаких членов в новом классе не определено. Так чего же мы достигли за счет наследования MiniVan от базового класса Car? Выражаясь просто, объекты MiniVan теперь имеют доступ ко всем открытым членам, определенным внутри базового класса.

На заметку! Несмотря на то что конструкторы обычно определяются как открытые, производный класс никогда не наследует конструкторы родительского класса. Конструкторы используются для создания только экземпляра класса, внутри которого они определены, но к ним можно обращаться в производном классе через построение цепочки вызовов конструкторов, как будет показано далее.

Учитывая отношение между этими двумя типами классов, вот как можно работать с классом MiniVan:

Console.WriteLine("***** Basic Inheritance *****n");

...

// Создать объект MiniVan.

MiniVan myVan = new MiniVan {Speed = 10};

Console.WriteLine("My van is going {0} MPH", myVan.Speed);

Console.ReadLine();

Обратите внимание, что хотя в класс MiniVan никакие члены не добавлялись, в нем есть прямой доступ к открытому свойству Speed родительского класса; тем самым обеспечивается повторное использование кода. Такой подход намного лучше, чем создание класса MiniVan, который имеет те же самые члены, что и класс Car, скажем, свойство Speed. Дублирование кода в двух классах приводит к необходимости сопровождения двух порций кода, что определенно будет непродуктивным расходом времени.

Всегда помните о том, что наследование предохраняет инкапсуляцию, а потому следующий код вызовет ошибку на этапе компиляции, т.к. закрытые члены не могут быть доступны через объектную ссылку:

Console.WriteLine("***** Basic Inheritance *****n");

...

// Создать объект MiniVan.

MiniVan myVan = new MiniVan();

myVan.Speed = 10;

Console.WriteLine("My van is going {0} MPH",

                   myVan.Speed);

// Ошибка! Доступ к закрытым членам невозможен!

myVan._currSpeed = 55;

Console.ReadLine();

В качестве связанного примечания: даже когда класс MiniVan определяет собственный набор членов, он по-прежнему не будет располагать возможностью доступа к любым закрытым членам базового класса Car. Не забывайте, что закрытые члены доступны только внутри класса, в котором они определены. Например, показанный ниже метод в MiniVan приведет к ошибке на этапе компиляции:

// Класс MiniVan является производным от Car.

class MiniVan : Car

{

  public void TestMethod()

  {

    // Нормально! Доступ к открытым членам родительского

    // типа в производном типе возможен.

    Speed = 10;

    // Ошибка! Нельзя обращаться к закрытым членам

    // родительского типа из производного типа!

    _currSpeed = 10;

  }

}

Замечание относительно множества базовых классов

Говоря о базовых классах, важно иметь в виду, что язык C# требует, чтобы отдельно взятый класс имел в точности один непосредственный базовый класс. Создать тип класса, который был бы производным напрямую от двух и более базовых классов, невозможно (такой прием, поддерживаемый в неуправляемом языке C++, известен как множественное наследование). Попытка создать класс, для которого указаны два непосредственных родительских класса, как продемонстрировано в следующем коде, приведет к ошибке на этапе компиляции:

// Недопустимо! Множественное наследование

// классов в языке C# не разрешено!

class WontWork

  : BaseClassOne, BaseClassTwo

{}

В главе 8 вы увидите, что платформа .NET Core позволяет классу или структуре реализовывать любое количество дискретных интерфейсов. Таким способом тип C# может поддерживать несколько линий поведения, одновременно избегая сложностей, которые связаны с множественным наследованием. Применяя этот подход, можно строить развитые иерархии интерфейсов, которые моделируют сложные линии поведения (см. главу 8).

Использование ключевого слова sealed

Язык C# предлагает еще одно ключевое слово, sealed, которое предотвращает наследование. Когда класс помечен как sealed (запечатанный), компилятор не позволяет создавать классы, производные от него. Например, пусть вы приняли решение о том, что дальнейшее расширение класса MiniVan не имеет смысла:

// Класс Minivan не может быть расширен!

sealed class MiniVan : Car

{

}

Если вы или ваш коллега попытаетесь унаследовать от запечатанного класса MiniVan, то получите ошибку на этапе компиляции:

// Ошибка! Нельзя расширять класс, помеченный ключевым словом sealed!

class DeluxeMiniVan

  : MiniVan

{

}

Запечатывание класса чаще всего имеет наибольший смысл при проектировании обслуживающего класса. Скажем, в пространстве имен System определены многочисленные запечатанные классы, такие как String. Таким образом, как и в случае MiniVan, если вы попытаетесь построить новый класс, который расширял бы System.String, то получите ошибку на этапе компиляции:

// Еще одна ошибка! Нельзя расширять класс, помеченный как sealed!

class MyString

  : String

{

}

На заметку! В главе 4