Trong chương này và chương kế, chúng ta tìm hiểu hai khả năng mà lập trình hướng đối tượng cung cấp là tính kế thừa [inheritance] và tính đa hình [polymorphism]. Tính kế thừa là một hình thức của việc sử dụng lại phần mềm trong đó các lớp mới được tạo từ các lớp đã có bằng cách "hút" các thuộc tính và hành vi của chúng và tô điểm thêm với các khả năng mà các lớp mới đòi hỏi. Việc sử dụng lại phần mềm tiết kiệm thời gian trong việc phát triển chương trình. Nó khuyến khích sử dụng lại phần mềm chất lượng cao đã thử thách và gỡ lỗi, vì thế giảm thiểu các vấn đề sau khi một hệ trở thành chính thức. Tính đa hình cho phép chúng ta viết các chương trình trong một kiểu cách chung để xử lý các lớp có liên hệ nhau. Tính kế thừa và tính đa hình các kỹ thuật có hiệu lực đối với sự chia với sự phức tạp của phần mềm.
Khi tạo một lớp mới, thay vì viết các thành viên dữ liệu và các hàm thành viên, lập trình viên có thể thiết kế mà lớp mới được kế thừa các thành viên dữ liệu và các hàm thành viên của lớp trước định nghĩa là lớp cơ sở [base class]. Lớp mới được tham chiếu là lớp dẫn xuất [derived class]. Mỗi lớp dẫn xuất tự nó trở thành một ứng cử là một lớp cơ sở cho lớp dẫn xuất tương lai nào đó.
Bình thường một lớp dẫn xuất thêm các thành viên dữ liệu và các hàm thành viên, vì thế một lớp dẫn xuất thông thường rộng hơn lớp cơ sở của nó. Một lớp dẫn xuất được chỉ định hơn một lớp cơ sở và biểu diễn một nhóm của các đối tượng nhỏ hơn. Với đối tượng đơn, lớp dẫn xuất, lớp dẫn xuất bắt đầu bên ngoài thực chất giống như lớp cơ sở. Sức mạnh thực sự của sự kế thừa là khả năng định nghĩa trong lớp dẫn xuất các phần thêm, thay thế hoặc tinh lọc các đặc tính kế thừa từ lớp cơ sở.
Mỗi đối tượng của một lớp dẫn xuất cũng là một đối tượng của lớp cơ sở của lớp dẫn xuất đó. Tuy nhiên điều ngược lại không đúng, các đối tượng lớp cơ sở không là các đối tượng của các lớp dẫn xuất của lớp cơ sở đó. Chúng ta sẽ lấy mối quan hệ "đối tượng lớp dẫn xuất là một đối tượng lớp cơ sở" để thực hiện các thao tác quan trọng nào đó. Chẳng hạn, chúng ta có thể luồn một sự đa dạng của các đối tượng khác nhau có liên quan thông qua sư kế thừa thành danh sách liên kết của các đối tượng lớp cơ sở. Điều này cho phép sự đa dạng của các đối tượng để xử lý một cách tổng quát.
Chúng ta phân biệt giữa "là một" [is a] quan hệ và "có một" [has a] quan hệ. "là một" là sự kế thừa. Trong một "là một" quan hệ, một đối tượng của kiểu lớp dẫn xuất cũng có thể được xử lý như một đối tượng của kiểu lớp cơ sở. "có một" là sự phức hợp [composition]. Trong một "có một" quan hệ, một đối tượng lớp có một hay nhiều đối tượng của các lớp khác như là các thành viên, do đó lớp bao các đối tượng này gọi là lớp phức hợp [composed class].
KẾ THỪA ĐƠN
Các lớp cơ sở và các lớp dẫn xuất
Thường một đối tượng của một lớp thật sự là một đối tượng của lớp khác cũng được. Một hình chữ nhật là một tứ giác, vì thế lớp Rectangle có thể kế thừa từ lớp Quadrilateral. Trong khung cảnh này, lớp Quadrilateral gọi là một lớp cơ sở và lớp Rectangle gọi là một lớp dẫn xuất. Hình 5.1 cho chúng ta một vài ví dụ về kế thừa đơn.
Các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng như SMALLTALK sử dụng thuật ngữ khác: Trong kế thừa, lớp cơ sở được gọi là lớp cha [superclass], lớp dẫn xuất được gọi là lớp con [subclass].
Sự kế thừa hình thành các cấu trúc phân cấp giống cây [còn gọi là cây phả hệ]. Một lớp cơ sở tồn tại trong một phân cấp quan hệ với lớp dẫn xuất của nó. Một lớp có thể tồn tại chắc chắn bởi chính nó, nhưng khi một lớp được sử dụng với cơ chế của sự kế thừa thì lớp trở thành hoặc là một lớp cơ sở mà cung cấp các thuộc tính và các hành vi cho các lớp khác, hoặc là lớp trở thành một lớp dẫn xuất mà kế thừa các thuộc tính và các hành vi.
Chúng ta phát triển một phân cấp kế thừa đơn. Một trường đại học cộng đồng đặc thù có hàng ngàn người mà là các thành viên cộng đồng. Những người này gồm các người làm công và các sinh viên. Những người làm công hoặc là các thành viên khoa hoặc các thành viên nhân viên. Các thành viên khoa hoặc là các nhà quản lý hoặc giảng viên. Điều này trở thành phân cấp kế thừa như hình 5.2
Phân cấp kế thừa quan trọng khác là phân cấp Shape ở hình 5.3.
Để chỉ định lớp CommissionWorker được dẫn xuất từ lớp Employee, lớp CommissionWorker được định nghĩa như sau:
class CommissionWorker: public Employee {…………. };
Điều này được gọi là kế thừa public và là loại mà phần lớn được sử dụng. Ngoài ra chúng ta còn có kế thừa private và kế thừa protected. Với kế thừa public, các thành viên public và protected của lớp cơ sở được kế thừa như là các thành viên public và protected của lớp dẫn xuất tương ứng. Nên nhớ rằng các thành viên private của lớp cơ sở không thể truy cập từ các lớp dẫn xuất của lớp đó.
Xử lý các đối tượng lớp cơ sở và các đối tượng lớp dẫn xuất tương tự; phổ biến là được biểu diễn bằng các thuộc tính và các hành vi của lớp cơ sở. Các đối tượng của bất kỳ lớp nào dẫn xuất từ một lớp cơ sở chung có thể tất cả được xử lý như các đối tượng của lớp cơ sở đó.
Các thành viên protected
Các thành viên public của một lớp cơ sở được truy cập bởi tất cả các hàm trong chương trình. Các thành viên private của một lớp cơ sở chỉ được truy cập bởi các hàm thành viên và các hàm friend của lớp cơ sở.
Truy cập protected phục vụ như một mức trung gian của sự bảo vệ giữa truy cập public và truy cập private. Các thành viên protected của một lớp cơ sở có thể chỉ được truy cập bởi các hàm thành viên và các hàm friend của lớp cơ sở và bởi các hàm thành viên và các hàm friend của lớp dẫn xuất.
Các thành viên lớp dẫn xuất kế thừa public có thể tham khảo tới các thành viên public và protected bằng cách sử dụng các tên thành viên.
Ép kiểu các con trỏ lớp cơ sở tới các con trỏ lớp dẫn xuất
Một đối tượng của một lớp dẫn xuất kế thừa public cũng có thể được xử lý như một đối tượng của lớp cơ sở của nó tương ứng. Nhưng ngược lại không đúng: một đối tượng lớp cơ sở cũng không tự động là một đối tượng lớp dẫn xuất.
Tuy nhiên, có thể sử dụng ép kiểu để chuyển đổi một con trỏ lớp cơ sở thành một con trỏ lớp dẫn xuất.
Ví dụ 5.1: Chương trình sau sẽ được chia thành nhiều file [gồm các file .H và .CPP] và tạo một project có tên là CT5_1.PRJ gồm các file .cpp
File POINT.H:
`1: //POINT.H 2: //Định nghĩa lớp Point 3: