مستويات الوصول في الوراثة

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 49 من 104.

يؤثر نوع inheritance الذي تختاره في كيفية الوصول إلى أعضاء class الأساسي في derived class. يوفّر C++ ثلاثة خيارات: public وprotected وprivate inheritance.

إليك كيفية تحويل كل نوع لوصول الأعضاء:

عضو Base	public inheritance	protected inheritance	private inheritance
public	public	protected	private
protected	protected	protected	private
private	inaccessible	inaccessible	inaccessible

class Base {
public:
    int pub;
protected:
    int prot;
private:
    int priv;
};

class PublicDerived : public Base {
    // pub هو public، prot هو protected، priv غير قابل للوصول
};

class ProtectedDerived : protected Base {
    // pub هو protected، prot هو protected، priv غير قابل للوصول
};

class PrivateDerived : private Base {
    // pub هو private، prot هو private، priv غير قابل للوصول
};

الوراثة العامة (inheritance) تُمثّل علاقات "is-a" وهي الأكثر شيوعًا بفارق كبير. إن Dog هو Animal، لذا يمكن لـ external code معاملته كواحد منها.

الوراثة المحمية وprivate model لعلاقات "implemented-in-terms-of". فهي تخفي واجهة الفئة base عن الشيفرة الخارجية، وتكون مفيدة عندما تريد إعادة استخدام التنفيذ من دون كشف علاقة الوراثة. ومع private inheritance، تفقد حتى الفئات derived بشكل أكبر إمكانية الوصول إلى أعضاء base الأصليين.

التحدي

سهل

لنستكشف كيف تؤثر أنواع inheritance المختلفة في إمكانية الوصول إلى الأعضاء من خلال بناء تسلسل هرمي بسيط للأجهزة. ستنشئ فئة أساسية Device وثلاث فئات مشتقة، تستخدم كل منها نوعًا مختلفًا من inheritance، لترى عمليًا كيف يغيّر inheritance العام والمحمي والخاص إمكانية الوصول إلى الأعضاء.

ستنظّم الكود عبر ملفين:

Device.h: عرّف فئة أساسية Device تحتوي على ثلاثة أعضاء بمستويات access مختلفة:
- عضو عام std::string model
- عضو محمي int serialNumber
- عضو خاص int internalCode (يُضبط على 999 افتراضيًا)
- دالة عامة showModel() تطبع: Model: <model>
ثم أنشئ ثلاث فئات مشتقة، يرث كل منها من Device باستخدام نوع مختلف من inheritance:
- PublicDevice باستخدام public inheritance: أضف دالة displaySerial() تطبع: Serial: <serialNumber>
- ProtectedDevice باستخدام protected inheritance: أضف دالة displaySerial() تطبع: Serial: <serialNumber>
- PrivateDevice باستخدام private inheritance: أضف دالة displaySerial() تطبع: Serial: <serialNumber>
يجب أن تحتوي كل فئة مشتقة على Constructor يستقبل اسم model ورقم serial، ويمرّر model إلى الفئة الأساسية ويضبط رقم serial.
main.cpp: اقرأ قيمتي input (كل قيمة في سطر منفصل):
1. اسم Model (string)
2. رقم Serial (integer)
أنشئ object واحدًا من كل نوع مشتق باستخدام قيم input نفسها. ثم Demonstrate فروق access:

بالنسبة إلى PublicDevice:
- نفّذ Call للدالة showModel() مباشرةً على object (ينجح لأن public inheritance يحافظ على كونها public)
- نفّذ access للعضو model مباشرةً واطبعه: Direct model access: <model>
- نفّذ Call للدالة displaySerial()
بالنسبة إلى ProtectedDevice وPrivateDevice:
- نفّذ Only Call للدالة displaySerial() (فالدالة الموروثة showModel() والعضو model لم يعودا متاحين بشكل public من الخارج)
تنسيق المخرجات:
```
--- PublicDevice ---
Model: <model>
Direct model access: <model>
Serial: <serial>
--- ProtectedDevice ---
Serial: <serial>
--- PrivateDevice ---
Serial: <serial>
```

على سبيل المثال، عند استخدام inputَين هما Laptop و12345:

--- PublicDevice ---
Model: Laptop
Direct model access: Laptop
Serial: 12345
--- ProtectedDevice ---
Serial: 12345
--- PrivateDevice ---
Serial: 12345

لاحظ كيف أن PublicDevice وحدها تسمح بالوصول external إلى الأعضاء العامة الموروثة. يخفي نوعا inheritance الآخران واجهة الفئة الأساسية عن الكود الخارجي، لكن لا يزال بإمكان الفئات المشتقة access الأعضاء المحمية داخليًا من خلال methods الخاصة بها.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Device.h"

using namespace std;

int main() {
    // اقرأ المدخلات
    string modelName;
    int serialNum;
    
    getline(cin, modelName);
    cin >> serialNum;
    
    // TODO: أنشئ كائنات من كل نوع مشتق باستخدام قيم الإدخال
    // PublicDevice pubDev(modelName, serialNum);
    // ProtectedDevice protDev(modelName, serialNum);
    // PrivateDevice privDev(modelName, serialNum);
    
    // TODO: Demonstrate PublicDevice access
    cout << "--- PublicDevice ---" << endl;
    // - استدعِ showModel() مباشرة على الكائن
    // - Access model directly and print: Direct model access: <model>
    // - استدعِ displaySerial()
    
    // TODO: Demonstrate ProtectedDevice access
    cout << "--- ProtectedDevice ---" << endl;
    // - استدعِ displaySerial() فقط (showModel و model غير قابلين للوصول بشكل عام)
    
    // TODO: Demonstrate PrivateDevice access
    cout << "--- PrivateDevice ---" << endl;
    // - استدعِ displaySerial() فقط (showModel و model غير قابلين للوصول بشكل عام)
    
    return 0;
}