7.2.2 Функции члены

Просто структуры данных вроде employee и manager на смом деле не столь интересны и часто не особенно полезны, потому рассмотрим, как добавить в них функции. Например:

class employee (* char* name; // ... public: employee* next; void print(); // ... *);

class manager : public employee (* // ... public: void print(); // ... *);

Надо ответить на некоторые вопросы. Как может функция член производного класса manager использовать члены его базвого класса employee? Как члены базового класса employee мгут использовать функции члены производного класса manager? Какие члены базового класса employee может использовать фунция не член на объекте типа manager? Каким образом програмист может повлиять на ответы на эти вопросы, чтобы удовлеворить требованиям приложения?

Рассмотрим:

void manager::print() (* cout «„ " имя " «« name «« «\n“; // ... *)

Член производного класса может использовать открытое имя из своего базового класса так же, как это могут делать другие члены последнего, то есть без указания объекта. Предполагаеся, что на объект указывает this, поэтому (корректной) ссыкой на имя name является this-»name. Однако функция manager:: print компилироваться не будет, член производного класса не имеет никакого особого права доступа к закрытым членам его базового класса, поэтому для нее name недоступно.

Это многим покажется удивительным, но представьте себе другой вариант: что функция член могла бы обращаться к закртым членам своего базового класса. Возможность, позволяющая программисту получать доступ к закрытой части класса просто с помощью вывода из него другого класса, лишила бы понятие зарытого члена всякого смысла. Более того, нельзя было бы унать все использования закрытого имени, посмотрев на функции, описанные как члены и друзья этого класса. Пришлось бы проврять каждый исходный файл во всей программе на наличие в нем производных классов, потом исследовать каждую функцию этих классов, потом искать все классы, производные от этих класов, и т.д. Это по меньшей мере утомительно и скорее всего нереально.

С другой стороны, можно ведь использовать механизм friend, чтобы предоставить такой доступ или отдельным функцям, или всем функциям отдельного класса (как описывается в #5.3). Например:

class employee (* friend void manager::print(); // ... *);

решило бы проблему с manager::print(), и

class employee (* friend class manager; // ... *);

сделало бы доступным каждый член employee для всех фунций класса manager. В частности, это сделает name доступным для manager::print().

Другое, иногда более прозрачное решение для производного класса – использовать только открытые члены его базового класса. Например:

void manager::print() (* employee::print(); // печатает информацию о служащем // ... // печатает информацию о менеджере *)

Заметьте, что надо использовать ::, потому что print() была переопределена в manager. Такое повторное использование имен типично. Неосторожный мог бы написать так:

void manager::print() (* print(); // печатает информацию о служащем // ... // печатает информацию о менеджере *)

и обнаружить, что программа после вызова manager::print() неожиданно попадает в последовательность ркурсивных вызовов.

7.2.3 Видимость

Класс employee стал открытым (public) базовым классом класса manager в результате описания:

class manager : public employee (* // ... *);

Это означает, что открытый член класса employee является также и открытым членом класса manager. Например:

void clear(manager* p) (* p-»next = 0; *)

будет компилироваться, так как next – открытый член и employee и manager'а. Альтернатива – можно определить закртый (private) класс, просто опустив в описании класса слово public:

class manager : employee (* // ... *);

Это означает, что открытый член класса employee является закрытым членом класса manager. То есть, функции члены класса manager могут как и раньше использовать открытые члены класса employee, но для пользователей класса manager эти члены ндоступны. В частности, при таком описании класса manager функция clear() компилироваться не будет. Друзья производного класса имеют к членам базового класса такой же доступ, как и функции члены.

Поскольку, как оказывается, описание открытых базовых классов встречается чаще описания закрытых, жалко, что описние открытого базового класса длиннее описания закрытого. Это, кроме того, служит источником запутывающих ошибок у нчинающих.

Когда описывается производная struct, ее базовый класс по умолчанию является public базовым классом. То есть,

struct D : B (* ...

означает

class D : public B (* public: ...

Отсюда следует, что если вы не сочли полезным то сокртие данных, которое дают class, public и friend, вы можете просто не использовать эти ключевые слова и придерживаться struct. Такие средства языка, как функции члены, конструкторы и перегрузка операций, не зависят от механизма сокрытия даных.

Можно также объявить некоторые, но не все, открытые члны базового класса открытыми членами производного класса. Например:

class manager : employee (* // ... public: // ... employee::name; employee::department; *);

Запись

имя_класса :: имя_члена ;

не вводит новый член, а просто делает открытый член бзового класса открытым для производного класса. Теперь name и department могут использоваться для manager'а, а salary и age – нет. Естественно, сделать закрытый член базового класса окрытым членом производного класса невозможно. Невозможно с помощью этой записи также сделать открытыми перегруженные имена.

Подытоживая, можно сказать, что вместе с предоставлением средств дополнительно к имеющимся в базовом классе, произвоный класс можно использовать для того, чтобы сделать средства (имена) недоступными для пользователя. Другими словами, с пмощью производного класса можно обеспечивать прозрачный, плупрозрачный и непрозрачный доступ к его базовому классу.

7.2.4 Указатели

Если производный класс derived имеет открытый базовый класс base, то указатель на derived можно присваивать перменной типа указатель на base не используя явное преобразовние типа. Обратное преобразование, указателя на base в указтель на derived, должно быть явным. Например:

class base (* /* ... */ *); class derived : public base (* /* ... */ *);

derived m; base* pb = amp;m; // неявное преобразование derived* pd = pb; // ошибка: base* не является derived* pd = (derived*)pb; // явное преобразование

Иначе говоря, объект производного класса при работе с ним через указатель и можно рассматривать как объект его бзового класса. Обратное неверно.

Будь base закрытым базовым классом класса derived, неяное преобразование derived* в base* не делалось бы. Неявное преобразование не может в этом случае быть выполнено, потому что к открытому члену класса base можно обращаться через укзатель на base, но нельзя через указатель на derived:

class base (* int m1; public: int m2; // m2 – открытый член base *);

class derived : base (* // m2 – НЕ открытый член derived *);

derived d; d.m2 = 2; // ошибка: m2 из закрытой части класса base* pb = amp;d; // ошибка: (закрытый base) pb-»m2 = 2; // ok pb = (base*) amp;d; // ok: явное преобразование pb-»m2 = 2; // ok

Помимо всего прочего, этот пример показывает, что ипользуя явное приведение к типу можно сломать правила защиты. Ясно, делать это не рекомендуется, и это приносит программиту заслуженную «награду». К несчастью , недисциплинированное использование явного преобразования может создать адские уловия для невинных жертв, эксплуатирующих программу, в котрой это делается. Но, к счастью, нет способа воспользоваться приведением для получения доступа к закрытому имени m1. Зарытый член класса может использоваться только членами и друзьями этого класса.