Đa kế thừa

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình C++ của Coddy. Bài học 53 trên 104.

C++ cho phép một lớp kế thừa từ nhiều lớp cơ sở cùng lúc. Đây gọi là kế thừa đa lớp (multiple inheritance), giúp bạn kết hợp các tính năng từ những hệ thống phân cấp lớp khác nhau.

Để kế thừa từ nhiều lớp, hãy phân tách chúng bằng dấu phẩy:

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();
    }
};

Lớp MultiFunctionDevice giờ có thể dùng các phương thức từ cả Printer lẫn Scanner:

MultiFunctionDevice mfd;
mfd.print();  // Từ Printer
mfd.scan();   // Từ Scanner
mfd.copy();   // Phương thức riêng của MultiFunctionDevice

Các hàm khởi tạo được gọi theo thứ tự các lớp cơ sở được liệt kê trong khai báo kế thừa, từ trái sang phải, còn các hàm hủy thì theo thứ tự ngược lại. Bạn có thể truyền đối số cho từng hàm khởi tạo của lớp cơ sở trong danh sách khởi tạo:

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

Một vấn đề có thể phát sinh khi cả hai lớp cơ sở đều có một thành viên cùng tên. Điều này gây ra sự mơ hồ, và bạn cần dùng toán tử phân giải phạm vi để chỉ rõ bạn muốn dùng thành viên nào:

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

C obj;
obj.A::show();  // Gọi phiên bản của A
obj.B::show();  // Gọi phiên bản của B

Kế thừa đa lớp rất mạnh mẽ, nhưng có thể dẫn đến những tình huống phức tạp, nhất là khi các lớp cơ sở có chung một lớp tổ tiên. Chúng ta sẽ tìm hiểu thử thách đó trong bài học tiếp theo.

Thử thách

Dễ

Hãy xây dựng một hệ thống thiết bị nhà thông minh kết hợp các khả năng từ nhiều lớp cơ sở bằng kế thừa đa lớp. Bạn sẽ tạo các thiết bị vừa có thể kết nối WiFi vừa có thể được điều khiển bằng giọng nói, sau đó kết hợp những tính năng này thành một loa thông minh thống nhất.

Bạn sẽ sắp xếp code trong ba tệp:

WiFiDevice.h: Định nghĩa lớp WiFiDevice, đại diện cho mọi thiết bị có khả năng kết nối mạng:
- Một thành viên std::string networkName có phạm vi protected
- Một hàm khởi tạo nhận tên mạng và lưu tên đó
- Một phương thức công khai connect() in ra: Connecting to WiFi: <networkName>
- Một phương thức công khai status() in ra: WiFi Status: Connected
VoiceControl.h: Định nghĩa lớp VoiceControl, đại diện cho mọi thiết bị có khả năng điều khiển bằng giọng nói:
- Một thành viên std::string assistantName có phạm vi protected
- Một hàm khởi tạo nhận tên trợ lý và lưu tên đó
- Một phương thức công khai listen() in ra: <assistantName> is listening...
- Một phương thức công khai status() in ra: Voice Status: Active
main.cpp: Đọc ba đầu vào, mỗi đầu vào trên một dòng riêng:
1. Tên thiết bị (chuỗi)
2. Tên mạng WiFi (chuỗi)
3. Tên trợ lý giọng nói (chuỗi)
Định nghĩa lớp SmartSpeaker kế thừa công khai từ cả WiFiDevice và VoiceControl:
- Một thành viên riêng std::string deviceName
- Một hàm khởi tạo nhận cả ba tham số, truyền tên mạng cho WiFiDevice và tên trợ lý cho VoiceControl bằng danh sách khởi tạo, đồng thời lưu tên thiết bị
- Một phương thức powerOn() in ra: <deviceName> powering on..., sau đó gọi connect() và listen()
- Một phương thức showAllStatus() in tên thiết bị, sau đó dùng toán tử phân giải phạm vi để gọi cả hai phương thức status() và xử lý sự nhập nhằng
Tạo một đối tượng SmartSpeaker bằng các giá trị đầu vào. Gọi powerOn(), in một dòng trống, rồi gọi showAllStatus().

Ví dụ, với các đầu vào Echo, HomeNetwork và Alexa:

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

Echo Status:
WiFi Status: Connected
Voice Status: Active

Phương thức showAllStatus() cần in tên thiết bị, theo sau là " Status:" trên cùng một dòng, rồi gọi phương thức status() của từng lớp cơ sở bằng WiFiDevice::status() và VoiceControl::status() để tránh nhập nhằng, vì cả hai lớp cơ sở đều có phương thức cùng tên.

Tự làm thử

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

using namespace std;

// TODO: Định nghĩa lớp SmartSpeaker kế thừa công khai từ cả WiFiDevice và VoiceControl
// - Thành viên riêng tư: deviceName (chuỗi)
// - Hàm khởi tạo: nhận deviceName, networkName, assistantName
//   Dùng danh sách khởi tạo để truyền networkName cho WiFiDevice và assistantName cho VoiceControl
// - Phương thức powerOn(): in ra "<deviceName> powering on...", rồi gọi connect() và listen()
// - Phương thức showAllStatus(): in ra "<deviceName> Status:", rồi gọi cả hai phương thức status()
//   bằng cách dùng toán tử phân giải phạm vi (WiFiDevice::status() và VoiceControl::status())

class SmartSpeaker {
    // TODO: Triển khai lớp SmartSpeaker tại đây
};

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

    // TODO: Tạo đối tượng SmartSpeaker bằng các giá trị đầu vào
    // TODO: Gọi powerOn()
    // TODO: In ra một dòng trống
    // TODO: Gọi showAllStatus()

    return 0;
}