C++ Kalıtım: Temel ve Türetilmiş Sınıflar Açıklandı

Bir Sınıfı Genişleterek Yeniden Kullanma

Yapıcılarla sınıflar oluşturup yıkıcılarla temizlediniz. Kalıtım bir sonraki adımdır: bir sınıfın üyelerini başka bir sınıfa kopyalamak yerine, yeni bir sınıfın var olan bir sınıfın özelleşmiş bir sürümü olduğunu bildirir ve her şeyi otomatik olarak miras almasını sağlarsınız.

Var olan sınıf temel sınıftır (ya da üst sınıf); yeni olan ise türetilmiş sınıftır (ya da alt sınıf). Türetilmiş bir sınıf, temel sınıfın tüm verisi ve davranışıyla başlar, ardından onu farklı kılan şeyleri ekler ya da değiştirir. Bu, C++'ın "bir-türüdür" ilişkisi için başlıca aracıdır: bir Dog bir Animal'dır, bir SavingsAccount bir BankAccount'tur.

Temel Sözdizimi: class Derived : public Base

Türetilmiş sınıf adının ardından iki nokta üst üste, bir erişim belirleyici ve temel sınıf adı yazarak miras alırsınız. En yaygın biçim public kalıtımdır.

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Animal {
public:
    string name;
    void eat() {
        cout << name << " is eating." << endl;
    }
};

// Dog bir Animal'dır: name ve eat()'i bedavaya alır
class Dog : public Animal {
public:
    void bark() {
        cout << name << " says woof!" << endl;
    }
};

int main() {
    Dog d;
    d.name = "Rex";   // miras alınan üye
    d.eat();          // miras alınan metot
    d.bark();         // Dog'un kendi metodu
    return 0;
}

Dog, name ya da eat()'i hiç bildirmez, ama ikisi de bir Dog nesnesi üzerinde çalışır çünkü Animal'dan miras alınmışlardır. Türetilmiş sınıf, temel sınıfın hiç bilmediği bark() gibi üyeler eklemekte serbesttir.

protected: Yalnızca Alt Sınıflar İçin Üyeler

Temel sınıfın private bir üyesine türetilmiş sınıf içinden erişilemez - kalıtım kapsüllemeyi bozmaz. Temel sınıfın iç yapısının dış dünyadan gizli ama alt sınıflara açık olmasını istediğinizde protected erişim belirleyicisini kullanın.

#include <iostream>
using namespace std;

class BankAccount {
protected:
    double balance = 0;   // türetilmiş sınıflara görünür, dışarıya değil
public:
    void deposit(double amount) { balance += amount; }
    double getBalance() const { return balance; }
};

class SavingsAccount : public BankAccount {
public:
    void addInterest(double rate) {
        balance += balance * rate;   // OK: protected üyeye burada erişilebilir
    }
};

int main() {
    SavingsAccount s;
    s.deposit(1000);
    s.addInterest(0.05);
    cout << s.getBalance() << endl; // 1050
    // s.balance = 0;   // HATA: protected, main'den erişilemez
    return 0;
}

Üç düzeyi iç içe halkalar gibi düşünün: private "yalnızca bu sınıf", protected "bu sınıf ve onun soyundan gelenler" ve public "herkes" demektir. Tam resim için erişim belirleyicilere bakın.

Yapıcı ve Yıkıcı Sırası

Bir türetilmiş nesne, bir temel alt-nesne içerir ve türetilmiş kısım oluşturulmadan önce o temel kısmın canlı olması gerekir. Bu yüzden oluşturma önce temelden, yıkım önce türetilmişten çalışır (tam tersi sıra). Temel sınıfın yapıcı argümanlarına ihtiyacı varsa, bunları üye başlatma listesi aracılığıyla geçirirsiniz.

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Animal {
    string name;
public:
    Animal(string n) : name(n) {
        cout << "Animal ctor: " << name << endl;
    }
    ~Animal() { cout << "Animal dtor: " << name << endl; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    // argümanı temel yapıcıya ilet
    Dog(string n) : Animal(n) {
        cout << "Dog ctor" << endl;
    }
    ~Dog() { cout << "Dog dtor" << endl; }
};

int main() {
    Dog d("Rex");
    return 0;
}

Çıktı bu sırayı somutlaştırır:

Animal ctor: Rex   // önce temel oluşturulur
Dog ctor           // sonra türetilmiş kısım
Dog dtor           // ters sırayla yıkılır...
Animal dtor: Rex   // ...en son temel

: Animal(n) kısmını unutursanız ve temel sınıfın varsayılan yapıcısı yoksa, kod derlenmez - C++ temel kısmın nasıl oluşturulacağını bilemez. Kendisinden miras almayı düşündüğünüz bir temel sınıf neredeyse her zaman bir yıkıcı bildirmelidir (ve bir sonraki sayfada görüleceği gibi, çoğu zaman virtual bir yıkıcı).

Override Etme: Bir Temel Metodu Yeniden Tanımlama

Bir türetilmiş sınıf, aynı imzaya sahip bir metot bildirerek miras alınan bir metodu değiştirebilir. Orijinaline hâlâ Base::method() yoluyla ulaşabilirsiniz.

#include <iostream>
using namespace std;

class Shape {
public:
    void describe() const { cout << "A generic shape" << endl; }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void describe() const {
        Shape::describe();              // temel sürümü açıkça çağır
        cout << "...specifically a circle" << endl;
    }
};

int main() {
    Circle c;
    c.describe();
    return 0;
}

Bu, çok biçimlilik değil, basit bir ad gizlemedir (name hiding): hangi describe()'in çalışacağı, değişkenin statik türüne göre derleme zamanında belirlenir. Bu kritik bir kısıtlamadır - aslında bir Circle'a işaret eden bir Shape& ya da Shape* üzerinden çağırırsanız yine de Shape::describe() alırsınız. Bunu düzeltmek virtual gerektirir; bu da bir sonraki sayfanın konusudur.

Nesne Dilimlemeye (Slicing) Dikkat

Bir temel referans ya da işaretçi bir türetilmiş nesneye başvurabildiğinden, bir türetilmiş nesneyi temel türde bir değişkene kopyalamak caziptir. Yapmayın - türetilmiş kısım dilimlenip atılır.

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Animal {
public:
    string name = "?";
};

class Dog : public Animal {
public:
    string breed = "Labrador";
};

int main() {
    Dog d;
    d.name = "Rex";

    Animal a = d;   // SLICING: yalnızca Animal kısmı kopyalanır
    cout << a.name << endl;   // Rex
    // a.breed yok oldu - hiçbir zaman bir Animal'ın parçası olmadı
    return 0;
}

a, temel etiketi takmış bir Dog değil, gerçek bir Animal'dır; bu yüzden breed onda hiç var olmaz. Türetilmiş nesnelerle çok biçimli şekilde çalışmak için bir temel referans (Animal&) ya da işaretçi (Animal*) kullanmalısınız, asla bir temel değer değil. Slicing sessizdir - sorunsuz derlenir ve veriyi sessizce öylece düşürür - bu da onu, üretime kadar gönderilmesi en kolay kalıtım hatalarından biri yapar.

Kaçınılması Gereken Yaygın Hatalar

• Temel sınıfın private üyelerine alt sınıfta erişilebileceğini sanmak. Erişilemez. Türetilmiş sınıfın meşru olarak ihtiyaç duyduğu veriler için protected kullanın ve gerçekten dahili olan durumu private tutun.
• Temel yapıcı argümanlarını iletmeyi unutmak. Temel sınıfın varsayılan yapıcısı yoksa, onu türetilmiş yapıcının başlatma listesinde açıkça çağırmanız gerekir (: Base(args)).
• Bir türetilmiş nesneyi temel bir değere dilimlemek. Bir Dog'u bir Animal'a kopyalamak Dog'a özgü her şeyi düşürür. Onun yerine temel referansları ya da işaretçileri geçirin ve saklayın.
• Kod yeniden kullanımı için kalıtımı aşırı kullanmak. Kalıtım "bir-türüdür"'i modeller. İlişki gerçekte "bir-şeye-sahiptir" ise (bir Car bir Engine'e sahiptir), miras almak yerine bileşimi (composition) - bir üye nesne - tercih edin.

Sonraki: Sanal Fonksiyonlar

Az önce gördüğünüz override, derleme zamanında çözümlendi; bu yüzden bir temel işaretçi üzerinden çağırmak türetilmiş sürümü görmezden geldi. Bir sonraki sayfa, sanal fonksiyonlar, virtual anahtar sözcüğünü ve override'ı tanıtır - hangi metodun çalışacağına çalışma zamanı türünün karar vermesini sağlayan mekanizma; bu da gerçek çok biçimliliğin kapısını açar ve temel sınıfların neden sanal yıkıcılara ihtiyaç duyduğunu açıklar.