Trong định nghĩa lớp Point, các thành viên dữ liệu X và Y được chỉ định là protected, điều này cho phép các lớp dẫn xuất từ lớp Point truy cập trực tiếp các thành viên dữ liệu kế thừa. Nếu các thành viên dữ liệu này được chỉ định là private, các hàm thành viên public của Point phải được sử dụng để truy cập dữ liệu, ngay cả bởi các lớp dẫn xuất.

Lớp Circle được kế thừa từ lớp Point với kế thừa public (ở dòng 7 file CIRCLE.H), tất cả các thành viên của lớp Point được kế thừa thành lớp Circle. Điều này có nghĩa là giao diện public bao gồm các hàm thành viên public của Point cũng như các hàm thành viên Area(), SetRadius() và GetRadius().

Constructor lớp Circle phải bao gồm constructor lớp Point để khởi động phần lớp cơ sở của đối tượng lớp Circle ở dòng 7 file CIRCLE.CPP, dòng này có thể được viết lại như sau:

Circle::Circle(float R, float A, float B) : Point(A, B) //Gọi constructor của lớp cơ sở

Các giá trị A và B được chuyển từ constructor lớp Circle tới constructor lớp Point để khởi động các thành viên X và Y của lớp cơ sở. Nếu constructor lớp Circle không bao gồm constructor lớp Point thì constructor lớp Point gọi với các giá trị mặc định cho X và Y (nghĩa là 0 và 0). Nếu lớp Point không cung cấp một constructor mặc định thì trình biên dịch phát sinh lỗi.

Trong chương trình chính (file CT5_1.CPP) gán một con trỏ lớp dẫn xuất (địa chỉ của đối tượng C) cho con trỏ lớp cơ sở PointPtr và xuất đối tượng C của Circle bằng toán tử chèn dòng của lớp Point (ở dòng 14 và 15). Chú ý rằng chỉ phần Point của đối tượng C của Circle được hiển thị. Nó luôn luôn đúng để gán một con trỏ lớp dẫn xuất cho con trỏ lớp cơ sở bởi vì một đối tượng lớp dẫn xuất là một đối tượng lớp cơ sở. Con trỏ lớp cơ sở chỉ trông thấy phần lớp cơ sở của đối tượng lớp dẫn xuất. Trình biên dịch thực hiện một chuyển đổi ngầm của con trỏ lớp dẫn xuất cho một con trỏ lớp cơ sở.

Sau đó chương trình gán một con trỏ lớp dẫn xuất (địa chỉ của đối tượng C) cho con trỏ lớp cơ sở PointPtr và ép PointPtr trở về kiểu Circle *. Kết quả của ép kiểu được gán cho CirclePtr. Đối tượng C của Circle được xuất bằng cách sử dụng toán tử chèn dòng của Circle. Diện tích của đối tượng C được xuất thông qua CirclePtr. Các kết quả này là giá trị diện tích đúng bởi vì các con trỏ luôn luôn được trỏ tới một đối tượng Circle (từ dòng 17 đến 22).

Kế tiếp, chương trình gán một con trỏ lớp cơ sở (địa chỉ của đối tượng P) cho con trỏ lớp cơ sở PointPtr và ép PointPtr trở về kiểu Circle *. Kết quả của ép kiểu được gán cho CirclePtr. Đối tượng P được xuất sử dụng toán tử chèn dòng của lớp Circle. Chú ý rằng giá trị xuất của thành viên Radius "kỳ lạ". Việc xuất một Point như một Circle đưa đến một giá trị không hợp lệ cho Radius bởi vì các con trỏ luôn được trỏ đến một đối tượng Point. Một đối tượng Point không có một thành viên Radius. Vì thế, chương trình xuất giá trị "rác" đối với thành viên dữ liệu Radius. Chú ý rằng giá trị của diện tích là 0.0 bởi vì tính toàn này dựa trên giá trị không tồn tại của Radius (từ dòng 23 đến 27).Rõ ràng, truy cập các thành viên dữ liệu mà không phải ở đó thì nguy hiểm. Gọi các hàm thành viên mà không tồn tại có thể phá hủy chương trình.

Định nghĩa lại các thành viên lớp cơ sở trong một lớp dẫn xuất

Một lớp dẫn xuất có thể định nghĩa lại một hàm thành viên lớp cơ sở. Điều này được gọi là overriding. Khi hàm đó được đề cập bởi tên trong lớp dẫn xuất, phiên bản của lớp dẫn xuất được chọn một cách tự động. Toán tử định phạm vi có thể sử dụng để truy cập phiên bản của lớp cơ sở từ lớp dẫn xuất.

Các lớp cơ sở public, protected và private

Khi dẫn xuất một lớp từ một lớp cơ sở, lớp cơ sở có thể được kế thừa là public, protected và private.

class :

{………………..

};

Trong đó type_of_inheritance là public, protected hoặc private. Mặc định là private.

Khi dẫn xuất một lớp từ một lớp cơ sở public, các thành viên public của lớp cơ sở trở thành các thành viên public của lớp dẫn xuất, và các thành viên protected của lớp cơ sở trở thành các thành viên protected của lớp dẫn xuất. Các thành viên private của lớp cơ sở không bao giờ được truy cập trực tiếp từ một lớp dẫn xuất.

Khi dẫn xuất một lớp từ một lớp cơ sở protected, các thành viên public và protected của lớp cơ sở trở thành các thành viên protected của lớp dẫn xuất. Khi dẫn xuất một lớp từ một lớp cơ sở private, các thành viên public và protected của lớp cơ sở trở thành các thành viên private của lớp dẫn xuất.

Bảng sau (hình 5.6)tổng kết khả năng truy cập các thành viên lớp cơ sở trong một lớp dẫn xuất dựa trên thuộc tính xác định truy cập thành viên của các thành viên trong lớp cơ sở và kiểu kế thừa.

Các contructor và destructor lớp dẫn xuất

Bởi vì một lớp dẫn xuất kết thừa các thành viên lớp cơ sở của nó (ngoại trừ constructor và destructor), khi một đối tượng của lớp dẫn xuất được khởi động, constructor lớp cơ sở phải được gọi để khởi động các thành viên lớp cơ sở của đối tượng lớp dẫn xuất. Một bộ khởi tạo lớp cơ sở (sử dụng cú pháp giống như bộ khởi tạo thành viên) có thể được cung cấp trong constructor lớp dẫn xuất để gọi tường minh constructor lớp cơ sở, mặt khác constructor lớp dẫn xuất sẽ gọi constructor mặc định lớp cơ sở.

Các constructor lớp cơ sở và các toán tử gán lớp cơ sở không được kế thừa bởi lớp dẫn xuất.Tuy nhiên, các constructor và các toán tử gán lớp dẫn xuất có thể gọi các constructor và các toán tử gán lớp cơ sở.

Một constructor lớp dẫn xuất luôn gọi constructor lớp cơ sở của nó đầu tiên để khởi tạo các thành viên lớp cơ sở của lớp dẫn xuất. Nếu constructor lớp dẫn bị bỏ qua, constructor mặc định lớp dẫn gọi constructor lớp cơ sở. Các destructor được gọi theo thứ tự ngược lại thứ tự gọi các constructor, vì thế destructor lớp dẫn xuất được gọi trước destructor lớp cơ sở của nó.

Ví dụ 5.4: Minh họa thứ tự các contructor và destructor lớp cơ sở và lớp dẫn xuất được gọi và project có tên là CT5_4.PRJ

File POINT.H

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: public: 9: Point(float A= 0.0, float B= 0.0); 10: ~Point(); 11: protected: 12: float X, Y; 13: }; 14: 15:

endif`

File POINT.CPP

`1: //POINT.CPP 2: //Định nghĩa các hàm thành viên lớp Point 3:

include 4:

include "point.h" 5: 6: Point::Point(float A, float B) 7: { 8: X = A; 9: Y = B; 10: cout << "Point constructor: " 11: << '[' << X << ", " << Y << ']' << endl; 12: } 13: 14: Point::~Point() 15: { 16: cout << "Point destructor: " 17: << '[' << X << ", " << Y << ']' << endl; 18: }`

File CIRCLE.H

`1: //CIRCLE.H 2: //Định nghĩa lớp Circle 3:

ifndef CIRCLE_H 4:

define CIRCLE_H 5: 6:

include "point.h" 7:

include 8: 9: class Circle : public Point 10: { 11: public: 12: Circle(float R = 0.0, float A = 0, float B = 0); 13: ~Circle(); 14: private: 15: float Radius; 16: }; 17: 18:

endif`

File CIRCLE.CPP

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`0

File CT5_4.CPP

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`1

Chúng ta chạy ví dụ 5.4, kết quả ở hình 5.8

Chuyển đổi ngầm định đối tượng lớp dẫn xuất sang đối tượng lớp cơ sở

Mặc dù một đối tượng lớp dẫn xuất cũng là một đối tượng lớp cơ sở, kiểu lớp dẫn xuất và kiểu lớp cơ sở thì khác nhau. Các đối tượng lớp dẫn xuất có thể được xử lý như các đối tượng lớp cơ sở. Điều này có ý nghĩa bởi vì lớp dẫn xuất có các thành viên tương ứng với mỗi thành viên của lớp cơ sở. Phép gán theo chiều hướng ngược lại là không cho phép bởi vì gán một đối tượng lớp cơ sở cho đối tượng lớp dẫn xuất sẽ cho phép thêm các thành viên lớp dẫn xuất không xác định.

Một con trỏ trỏ tới một đối tượng lớp dẫn xuất có thể được chuyển đổi ngầm định thành một con trỏ trỏ tới một đối tượng lớp cơ sở bởi vì một đối tượng lớp dẫn xuất là một đối tượng lớp cơ sở.

Có bốn cách để trộn và đối sánh các con trỏ lớp cơ sở và các con trỏ lớp dẫn xuất với các đối tượng lớp cơ sở và các đối tượng lớp dẫn xuất:

 Tham chiếu tới một đối tượng lớp cơ sở với một con trỏ lớp cơ sở thì không phức tạp.

 Tham chiếu tới một đối tượng lớp dẫn xuất với một con trỏ lớp dẫn xuất thì không phức tạp.

 Tham chiếu tới đối tượng lớp dẫn xuất với một con trỏ lớp cơ sở thì an toàn bởi vì đối tượng lớp dẫn xuất cũng là một đối tượng lớp cơ sở của nó. Như vậy đoạn mã chỉ có thể tham chiếu tới các thành viên lớp cơ sở. Nếu đoạn mã tham chiếu tới các thành viên lớp dẫn xuất thông qua con trỏ lớp cơ sở, trình biên dịch sẽ báo một lỗi về cú pháp.

 Tham chiếu tới một đối tượng lớp cơ sở với một con trỏ lớp dẫn xuất thì có lỗi cú pháp. Đầu tiên con trỏ lớp dẫn xuất phải được ép sang con trỏ lớp cơ sở.

ĐA KẾ THỪA (MULTIPLE INHERITANCE)

Một lớp có thể được dẫn xuất từ nhiều lớp cơ sở, sự dẫn xuất như vậy được gọi là đa kế thừa. Đa kế thừa có nghĩa là một lớp dẫn xuất kế thừa các thành viên của các lớp cơ sở khác nhau. Khả năng mạnh này khuyến khích các dạng quan trọng của việc sử dụng lại phần mềm, nhưng có thể sinh ra các vấn đề nhập nhằng.

Ví dụ 5.7: Lớp Circle và project có tên là CT5_8.PRJ (gồm các file DIRIVED.CPP, CT5_8.CPP).

File BASE1.H

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`2

File BASE2.H

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`3

File DERIVED.H

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`4

File DERIVED.CPP

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`5

File CT5_8.CPP

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`6

Chúng ta chạy ví dụ 5.8, kết quả ở hình 5.13

Việc kế thừa nhiều lớp cơ sở tạo ra một loạt các điểm nhập nhằng trong các chương trình C++. Chẳng hạn, trong các chương trình của ví dụ 5.8, nếu thực hiện lệnh:

D.GetData();

thì trình biên dịch (Borland C++ 3.1) sẽ báo lỗi:

Member is ambiguous: ‘Base1::GetData’ and ‘Base1::GetData’

Bởi vì lớp Derived kế thừa hai hàm khác nhau có cùng tên là GetData() từ hai lớp cơ sở của nó. Base1::GetData() là hàm thành viên public của lớp cơ sở public, và nó trở thành một hàm thành viên public của Derived. Base2::GetData() là hàm thành viên public của lớp cơ sở public, và nó trở thành một hàm thành viên public của Derived. Do đó trình biên dịch không thể xác định hàm thành viên GetData() của lớp cơ sở nào để gọi thực hiện. Vì vậy, chúng ta phải sử dụng tên lớp cơ sở và toán tử định phạm vi để xác định hàm thành viên của lớp cơ sở lúc gọi hàm GetData().

Cú pháp của một lớp kế thừa nhiều lớp cơ sở:

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`7

{

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`8

};

Trình tự thực hiện constructor trong đa kế thừa: constructor lớp cở sở xuất hiện trước sẽ thực hiện trước và cuối cùng mới tới constructor lớp dẫn xuất. Đối với destructor có trình tự thực hiện theo thứ tự ngược lại.

CÁC LỚP CƠ SỞ ẢO (VIRTUAL BASE CLASSES)

Chúng ta không thể khai báo hai lần cùng một lớp trong danh sách của các lớp cơ sở cho một lớp dẫn xuất. Tuy nhiên vẫn có thể có trường hợp cùng một lớp cơ sở được đề cập nhiều hơn một lần trong các lớp tổ tiên của một lớp dẫn xuất. Điều này phát sinh lỗi vì không có cách nào để phân biệt hai lớp cơ sở gốc.

Ví dụ 5.9:

`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3:

ifndef POINT_H 4:

define POINT_H 5: 6: class Point 7: { 8: protected: 9: float X,Y; 10: public: 11: Point(float A= 0, float B= 0); 12: void SetPoint(float A, float B); 13: float GetX() const 14: { 15: return X; 16: } 17: float GetY() const 18: { 19: return Y; 20: } 21: friend ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P); 22: }; 23: 24:

endif`9

Khi biên dịch chương trình ở ví dụ 5.9, trình biên dịch sẽ báo lỗi ở dòng 31 và 34:

Member is ambiguous: ‘A::X1’ and ‘A::X1’

Ở đây chúng ta thấy có hai lớp cở sở A cho lớp D, và trình biên dịch không thể nào nhận biết được việc truy cập X1 được kế thừa thông qua B hoặc truy cập X1 được kế thừa thông qua C. Để khắc phục điều này, chúng ta chỉ định một cách tường minh trong lớp D như sau:

Obj.C::X1=0;

Tuy nhiên, đây cũng chỉ là giải pháp có tính chấp vá, bởi thực chất X1 nào trong trường hợp nào cũng được. Giải pháp cho vấn đề này là khai báo A như lớp cơ sở kiểu virtual cho cả B và C. Khi đó chương trình ở ví dụ 5.9 được viết lại như sau:

Ví dụ 5.10:

`1: //POINT.CPP 2: //Định nghĩa các hàm thành viên của lớp Point 3:

include 4:

include "point.h" 5: 6: Point::Point(float A, float B) 7: { 8: SetPoint(A, B); 9: } 10: 11: void Point::SetPoint(float A, float B) 12: { 13: X = A; 14: Y = B; 15: } 16: 17: ostream & operator <<(ostream &Output, const Point &P) 18: { 19: Output << '[' << P.X << ", " << P.Y << ']'; 20: return Output; 21: }`0

Chúng ta chạy ví dụ 5.10, kết quả ở hình 5.15

Các lớp cơ sở kiểu virtual,có cùng một kiểu lớp, sẽ được kết hợp để tạo một lớp cơ sở duy nhất có kiểu đó cho bất kỳ lớp dẫn xuất nào kế thừa chúng. Hai lớp cơ sở A ở trên bất giờ sẽ trở thành một lớp cơ sở A duy nhất cho bất kỳ lớp dẫn xuất nào từ B và C. Điều này có nghĩa là D chỉ có một cơ sở của lớp A, vì vậy tránh được sự nhập nhằng.

BÀI TẬP

Bài 1: Xây dựng lớp Stack với các thao tác cần thiết. Từ đó hãy dẫn xuất từ lớp Stack để đổi một số nguyên dương sang hệ đếm bất kỳ.

Bài 2: Hãy xây dựng các lớp cần thiết trong phân cấp hình 5.2

Bài 3: Hãy xây dựng các lớp cần thiết trong phân cấp hình 5.3 để tính diện tích (hoặc diện tích xung quanh) và thể tích.

Bài 4: Viết một phân cấp kế thừa cho các lớp Quadrilateral (hình tứ giác), Trapezoid (hình thang), Parallelogram (hình bình hành), Rectangle (hình chữ nhật), và Square (hình vuông). Trong đó Quadrilateral là lớp cơ sở của phân cấp.