الوراثة المتعددة

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 53 من 104.

تتيح C++ للفئة أن ترث من عدة فئات أساسية في الوقت نفسه. ويُسمّى ذلك الوراثة المتعددة، ويتيح لك دمج الميزات من تسلسلات هرمية مختلفة للفئات.

لوراثة عدة فئات، افصل بينها بفواصل:

class Printer {
public:
    void print() {
        std::cout << "Printing document" << std::endl;
    }
};

class Scanner {
public:
    void scan() {
        std::cout << "Scanning document" << std::endl;
    }
};

class MultiFunctionDevice : public Printer, public Scanner {
public:
    void copy() {
        scan();
        print();
    }
};

أصبح بإمكان الفئة MultiFunctionDevice الآن الوصول إلى الأساليب من كلٍّ من Printer وScanner:

MultiFunctionDevice mfd;
mfd.print();  // من Printer
mfd.scan();   // من Scanner
mfd.copy();   // الطريقة الخاصة به

يُستدعى المُنشِئون بالترتيب الذي تُدرج به الفئات الأساسية في تصريح الوراثة (من اليسار إلى اليمين)، وتُستدعى المُدمِّرات بالترتيب العكسي. يمكنك تمرير وسائط إلى مُنشئ كل فئة أساسية في قائمة التهيئة:

class MultiFunctionDevice : public Printer, public Scanner {
public:
    MultiFunctionDevice() : Printer(), Scanner() {}
};

تنشأ مشكلة محتملة عندما تحتوي كلتا الفئتين الأساسيتين على عضو بالاسم نفسه. وهذا يسبب التباسًا، ويجب عليك استخدام عامل حل النطاق لتحديد العضو الذي تقصده:

class A { public: void show() {} };
class B { public: void show() {} };
class C : public A, public B {};

C obj;
obj.A::show();  // استدعِ نسخة A
obj.B::show();  // استدعِ نسخة B

الوراثة المتعددة قوية، لكنها قد تؤدي إلى مواقف معقدة، خاصةً عندما تشترك الفئات الأساسية في سلف مشترك. سنستكشف هذا التحدي في الدرس التالي.

التحدي

سهل

لننشئ نظام أجهزة منزل ذكي يجمع إمكانات عدة فئات أساسية باستخدام الوراثة المتعددة. ستنشئ أجهزة يمكنها الاتصال بشبكة WiFi والتحكم بها صوتيًا، ثم تجمع هذه الميزات في مكبر صوت ذكي موحد.

ستنظم التعليمات البرمجية في ثلاثة ملفات:

WiFiDevice.h: عرّف فئة WiFiDevice تمثل أي جهاز قادر على الاتصال بشبكة:
- عضو محمي std::string networkName
- منشئ يأخذ اسم الشبكة ويخزنه
- طريقة عامة connect() تطبع: Connecting to WiFi: <networkName>
- طريقة عامة status() تطبع: WiFi Status: Connected
VoiceControl.h: عرّف فئة VoiceControl تمثل أي جهاز مزود بإمكانات التحكم الصوتي:
- عضو محمي std::string assistantName
- منشئ يأخذ اسم المساعد ويخزنه
- طريقة عامة listen() تطبع: <assistantName> is listening...
- طريقة عامة status() تطبع: Voice Status: Active
main.cpp: اقرأ ثلاثة مدخلات (كل منها في سطر منفصل):
1. اسم الجهاز (سلسلة نصية)
2. اسم شبكة WiFi (سلسلة نصية)
3. اسم المساعد الصوتي (سلسلة نصية)
عرّف فئة SmartSpeaker ترث علنًا من كل من WiFiDevice وVoiceControl:
- عضو خاص std::string deviceName
- منشئ يأخذ المعاملات الثلاثة، ويمرر اسم الشبكة إلى WiFiDevice واسم المساعد إلى VoiceControl باستخدام قائمة التهيئة، ويخزن اسم الجهاز
- طريقة powerOn() تطبع: <deviceName> powering on...، ثم تستدعي connect() وlisten()
- طريقة showAllStatus() تطبع اسم الجهاز، ثم تستخدم عامل تحديد النطاق لاستدعاء طريقتي status() وحل الالتباس
أنشئ كائنًا من SmartSpeaker باستخدام قيم الإدخال. استدعِ powerOn()، واطبع سطرًا فارغًا، ثم استدعِ showAllStatus().

على سبيل المثال، عند استخدام المدخلات Echo وHomeNetwork وAlexa:

Echo powering on...
Connecting to WiFi: HomeNetwork
Alexa is listening...

Echo Status:
WiFi Status: Connected
Voice Status: Active

ينبغي أن تطبع طريقة showAllStatus() اسم الجهاز متبوعًا بـ " Status:" في سطر واحد، ثم تستدعي طريقة status() لكل فئة أساسية باستخدام WiFiDevice::status() وVoiceControl::status() لتجنب الالتباس، لأن لكلتا الفئتين الأساسيتين طريقة بالاسم نفسه.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "WiFiDevice.h"
#include "VoiceControl.h"

using namespace std;

// TODO: عرّف الصنف SmartSpeaker الذي يرث علنًا من كلٍّ من WiFiDevice وVoiceControl
// - عضو خاص: deviceName (string)
// - المُنشئ: يستقبل deviceName وnetworkName وassistantName
//   استخدم قائمة التهيئة لتمرير networkName إلى WiFiDevice وassistantName إلى VoiceControl
// - الدالة powerOn(): تطبع "<deviceName> powering on..."، ثم تستدعي connect() وlisten()
// - الدالة showAllStatus(): تطبع "<deviceName> Status:"، ثم تستدعي دالتي status()
//   باستخدام تحديد النطاق (WiFiDevice::status() وVoiceControl::status())

class SmartSpeaker {
    // TODO: نفّذ الصنف SmartSpeaker هنا
};

int main() {
    string deviceName, networkName, assistantName;
    getline(cin, deviceName);
    getline(cin, networkName);
    getline(cin, assistantName);

    // TODO: أنشئ كائنًا من SmartSpeaker باستخدام قيم الإدخال
    // TODO: استدعِ powerOn()
    // TODO: اطبع سطرًا فارغًا
    // TODO: استدعِ showAllStatus()

    return 0;
}