Mức truy cập trong kế thừa

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình C++ của Coddy. Bài học 49 trên 104.

Kiểu kế thừa bạn chọn ảnh hưởng đến cách truy cập các thành viên của lớp cơ sở trong lớp dẫn xuất. C++ có ba lựa chọn: kế thừa public, protected và private.

Dưới đây là cách mỗi kiểu kế thừa thay đổi quyền truy cập thành viên:

Thành viên lớp cơ sở	Kế thừa public	Kế thừa protected	Kế thừa private
public	public	protected	private
protected	protected	protected	private
private	không thể truy cập	không thể truy cập	không thể truy cập

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

class PublicDerived : public Base {
    // pub là public, prot là protected, không thể truy cập priv
};

class ProtectedDerived : protected Base {
    // pub là protected, prot là protected, không thể truy cập priv
};

class PrivateDerived : private Base {
    // pub là private, prot là private, không thể truy cập priv
};

Kế thừa công khai mô hình hóa quan hệ “là một” và phổ biến nhất. Dog là một Animal, vì vậy code bên ngoài có thể xem nó như một Animal.

Kế thừa protected và private mô hình hóa các mối quan hệ «được triển khai dựa trên». Chúng ẩn giao diện của lớp cơ sở khỏi code bên ngoài, hữu ích khi bạn muốn tái sử dụng phần triển khai mà không để lộ mối quan hệ kế thừa. Với kế thừa private, các lớp dẫn xuất sâu hơn cũng mất quyền truy cập vào các thành viên của lớp cơ sở ban đầu.

Thử thách

Dễ

Hãy tìm hiểu cách các kiểu kế thừa khác nhau ảnh hưởng đến khả năng truy cập thành viên bằng cách xây dựng một hệ thống phân cấp thiết bị đơn giản. Bạn sẽ tạo một lớp Device cơ sở và ba lớp dẫn xuất, mỗi lớp dùng một kiểu kế thừa khác nhau, để trực tiếp thấy cách kế thừa public, protected và private thay đổi quyền truy cập thành viên.

Bạn sẽ sắp xếp code trong hai tệp:

Device.h: Định nghĩa một lớp Device cơ sở với ba thành viên có mức truy cập khác nhau:
- Một std::string model public
- Một int serialNumber protected
- Một int internalCode private (mặc định đặt thành 999)
- Một phương thức public showModel() để in ra: Model: <model>
Sau đó, tạo ba lớp dẫn xuất, mỗi lớp kế thừa Device theo một kiểu kế thừa khác nhau:
- PublicDevice dùng kế thừa public: thêm phương thức displaySerial() để in ra: Serial: <serialNumber>
- ProtectedDevice dùng kế thừa protected: thêm phương thức displaySerial() để in ra: Serial: <serialNumber>
- PrivateDevice dùng kế thừa private: thêm phương thức displaySerial() để in ra: Serial: <serialNumber>
Mỗi lớp dẫn xuất cần có hàm khởi tạo nhận tên model và số sê-ri, truyền model cho lớp cơ sở và đặt số sê-ri.
main.cpp: Đọc hai đầu vào (mỗi đầu vào trên một dòng riêng):
1. Tên model (chuỗi)
2. Số sê-ri (số nguyên)
Tạo một đối tượng thuộc mỗi kiểu dẫn xuất với cùng các giá trị đầu vào. Sau đó, minh họa sự khác biệt về quyền truy cập:

Với PublicDevice:
- Gọi trực tiếp showModel() trên đối tượng (hoạt động vì kế thừa public giữ thành viên này ở mức public)
- Truy cập trực tiếp model và in ra: Direct model access: <model>
- Gọi displaySerial()
Với ProtectedDevice và PrivateDevice:
- Chỉ gọi displaySerial() (không thể truy cập công khai các thành viên showModel() và model được kế thừa từ bên ngoài nữa)
Định dạng đầu ra:
```
--- PublicDevice ---
Model: <model>
Direct model access: <model>
Serial: <serial>
--- ProtectedDevice ---
Serial: <serial>
--- PrivateDevice ---
Serial: <serial>
```

Ví dụ, với đầu vào Laptop và 12345:

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

Lưu ý rằng chỉ PublicDevice cho phép truy cập từ bên ngoài vào các thành viên public được kế thừa. Hai kiểu kế thừa còn lại ẩn giao diện của lớp cơ sở khỏi code bên ngoài, nhưng các lớp dẫn xuất vẫn có thể truy cập nội bộ vào các thành viên protected thông qua phương thức của chính chúng.

Tự làm thử

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

using namespace std;

int main() {
    // Đọc đầu vào
    string modelName;
    int serialNum;
    
    getline(cin, modelName);
    cin >> serialNum;
    
    // TODO: Tạo các đối tượng thuộc từng kiểu dẫn xuất bằng các giá trị đầu vào
    // PublicDevice pubDev(modelName, serialNum);
    // ProtectedDevice protDev(modelName, serialNum);
    // PrivateDevice privDev(modelName, serialNum);
    
    // TODO: Minh họa cách truy cập PublicDevice
    cout << "--- PublicDevice ---" << endl;
    // Gọi showModel() trực tiếp trên đối tượng
    // Truy cập trực tiếp model và in ra: Direct model access: <model>
    // Gọi displaySerial()
    
    // TODO: Minh họa cách truy cập ProtectedDevice
    cout << "--- ProtectedDevice ---" << endl;
    // Chỉ gọi displaySerial() (không thể truy cập công khai showModel và model)
    
    // TODO: Minh họa cách truy cập PrivateDevice
    cout << "--- PrivateDevice ---" << endl;
    // Chỉ gọi displaySerial() (không thể truy cập công khai showModel và model)
    
    return 0;
}