Herança Múltipla

Parte da seção Programação Orientada a Objetos do Journey de C++ da Coddy — lição 53 de 104.

O C++ permite que uma classe herde de múltiplas classes base simultaneamente. Isso é chamado de herança múltipla e permite combinar recursos de diferentes hierarquias de classes.

Para herdar de múltiplas classes, separe-as com vírgulas:

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();
    }
};

A classe MultiFunctionDevice agora tem acesso a métodos de ambos Printer e Scanner:

MultiFunctionDevice mfd;
mfd.print();  // De Printer
mfd.scan();   // De Scanner
mfd.copy();   // Seu próprio método

Os construtores são chamados na ordem em que as classes base são listadas na declaração de herança (da esquerda para a direita), e os destrutores na ordem inversa. Você pode passar argumentos para cada construtor base na lista de inicialização:

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

Um problema potencial surge quando ambas as classes base possuem um membro com o mesmo nome. Isso cria ambiguidade, e você deve usar o operador de resolução de escopo para especificar qual deles você se refere:

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

C obj;
obj.A::show();  // Chama a versão de A
obj.B::show();  // Chama a versão de B

Herança múltipla é poderosa, mas pode levar a situações complexas, especialmente quando as classes base compartilham um ancestral comum. Exploraremos esse desafio na próxima aula.

Desafio

Fácil

Vamos construir um sistema de dispositivos domésticos inteligentes que combina recursos de várias classes base usando herança múltipla. Você criará dispositivos que podem se conectar ao WiFi e ser controlados por voz, e então combinará esses recursos em um alto-falante inteligente unificado.

Você organizará seu código em três arquivos:

WiFiDevice.h: Defina uma classe WiFiDevice que representa qualquer dispositivo capaz de se conectar a uma rede:
- Um membro protegido std::string networkName
- Um construtor que recebe um nome de rede e o armazena
- Um método público connect() que imprime: Connecting to WiFi: <networkName>
- Um método público status() que imprime: WiFi Status: Connected
VoiceControl.h: Defina uma classe VoiceControl que representa qualquer dispositivo com recursos de voz:
- Um membro protegido std::string assistantName
- Um construtor que recebe um nome de assistente e o armazena
- Um método público listen() que imprime: <assistantName> is listening...
- Um método público status() que imprime: Voice Status: Active
main.cpp: Leia três entradas (cada uma em uma linha separada):
1. Nome do dispositivo (string)
2. Nome da rede WiFi (string)
3. Nome do assistente de voz (string)
Defina uma classe SmartSpeaker que herda publicamente de WiFiDevice e VoiceControl:
- Um membro privado std::string deviceName
- Um construtor que recebe todos os três parâmetros, passa o nome da rede para WiFiDevice e o nome do assistente para VoiceControl usando a lista de inicialização, e armazena o nome do dispositivo
- Um método powerOn() que imprime: <deviceName> powering on..., e então chama connect() e listen()
- Um método showAllStatus() que imprime o nome do dispositivo e, em seguida, usa o operador de resolução de escopo para chamar ambos os métodos status() para resolver a ambiguidade
Crie um objeto SmartSpeaker com os valores de entrada. Chame powerOn(), imprima uma linha em branco e, em seguida, chame showAllStatus().

Por exemplo, com as entradas Echo, HomeNetwork, e Alexa:

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

Echo Status:
WiFi Status: Connected
Voice Status: Active

O método showAllStatus() deve imprimir o nome do dispositivo seguido por " Status:" em uma linha, e então chamar o método status() de cada classe base usando WiFiDevice::status() e VoiceControl::status() para evitar ambiguidade, já que ambas as classes base possuem um método com o mesmo nome.

Folha de consulta

C++ suporta herança múltipla, permitindo que uma classe herde de múltiplas classes base simultaneamente:

class DerivedClass : public BaseClass1, public BaseClass2 {
    // Corpo da classe
};

A classe derivada tem acesso aos membros de todas as classes base:

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();   // De Scanner
        print();  // De Printer
    }
};

Os construtores das classes base são chamados na ordem em que aparecem na lista de herança (da esquerda para a direita). Use a lista de inicialização para passar argumentos para cada construtor base:

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

Quando múltiplas classes base possuem membros com o mesmo nome, use o operador de resolução de escopo para resolver a ambiguidade:

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

C obj;
obj.A::show();  // Chama a versão de A
obj.B::show();  // Chama a versão de B

Experimente você mesmo

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

using namespace std;

// TODO: Definir a classe SmartSpeaker que herda publicamente de WiFiDevice e VoiceControl
// - Membro privado: deviceName (string)
// - Construtor: recebe deviceName, networkName, assistantName
//   Use a lista de inicialização para passar networkName para WiFiDevice e assistantName para VoiceControl
// - Método powerOn(): imprime "<deviceName> powering on...", então chama connect() e listen()
// - Método showAllStatus(): imprime "<deviceName> Status:", então chama ambos os métodos status()
//   usando resolução de escopo (WiFiDevice::status() e VoiceControl::status())

class SmartSpeaker {
    // TODO: Implementar a classe SmartSpeaker aqui
};

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

    // TODO: Criar um objeto SmartSpeaker com os valores de entrada
    // TODO: Chamar powerOn()
    // TODO: Imprimir uma linha em branco
    // TODO: Chamar showAllStatus()

    return 0;
}