Наследование

это их первая черта. Следующая не менее важная черта классов — способность наследовать поля, методы и свойства других классов.

для измерения ресурса другого типа, например оперативной памяти. С появлением измерителя оперативной памяти нужен новый класс объектов:

 

классе TDiskGauge. Отличие состоит в отсутствии поля DriveLetter и другой реализации конструктора Create и метода GetPercentFree. Если в будущем появится класс, описывающий измеритель ресурса какого-то нового типа, то придется снова определять общие для всех классов поля, методы и свойства. Чтобы избавиться от дублирования атрибутов при определении новых классов, воспользуемся механизмом наследования. Прежде всего выделим атрибуты, общие для всех измерителей ресурсов, в отдельный класс TResourceGauge:

действительности представляет собой ресурс, поэтому функция GetPercentFree возвращает нуль. Очевидно, что создавать объекты класса TResourceGauge не имеет смысла. Для чего тогда нужен класс TResourceGauge? Ответ: чтобы на его основе породить два других класса — TDiskGauge и TMemoryGauge, описывающих конкретные виды измерителей ресурсов, — измеритель диска и измеритель памяти:

 
Классы TDiskGauge и TMemoryGauge определены как наследники TResourceGauge (об этом говорит имя в скобках после слова class). Они автоматически включают в себя все описания, сделанные в классе TResourceGauge и добавляют к ним некоторые новые. В результате формируется следующее дерево классов:

Класс, который наследует атрибуты другого класса, называется порожденным классом или потомком. Естественно, что класс, от которого происходит наследование, выступает в роли базового, или предка. В примере класс TDiskGauge является непосредственным потомком класса TResourceGauge. Если от TDiskGauge породить новый класс, то он тоже будет потомком TResourceGauge, но уже не таким близким, как TDiskGauge.
Очень важно, что в отношениях наследования любой класс может иметь только одного непосредственного предка и сколь угодно много потомков. Поэтому все связанные отношением наследования классы образуют иерархию. Примером иерархии классов является библиотека Visual Component Library (VCL); с ее помощью в Delphi обеспечивается разработка Windows-приложений.

При реализации класса TResourceGauge ничего не известно о том, что в действительности представляет собой ресурс, поэтому функция GetPercentFree возвращает нуль. Очевидно, что создавать объекты класса TResourceGauge не имеет смысла. Для чего тогда нужен класс TResourceGauge? Ответ: чтобы на его основе породить два других класса — TDiskGauge и TMemoryGauge, описывающих конкретные виды измерителей ресурсов, — измеритель диска и измеритель памяти:

который служит неявным предком тех классов, для которых предок не указан. Это означает, что объявление

 
эквивалентно следующему:

 
Класс TObject выступает корнем любой иерархии классов. Он содержит ряд методов, которые по наследству передаются всем остальным классам. Среди них конструктор Create, деструктор Destroy, процедура Free и некоторые другие методы.
Таким образом, полная иерархия классов для измерителей ресурсов выглядит так:

момента:

Любой порожденный класс наследует от родительского все поля данных, поэтому классы TDiskGauge и TMemoryGauge автоматически содержат поле FPercentCritical, объявленное в классе TResourceGauge. Доступ к полям предка осуществляется по имени, как если бы они были определены в порожденном классе. В наследниках можно определять новые поля, но их имена должны отличаться от имен полей предка.
Наследование свойств и методов имеет свои особенности.
Свойство базового класса можно перекрыть (от англ. override) в производном классе, например чтобы добавить ему новый атрибут доступа или связать с другим полем или методом.
Метод базового класса тоже можно перекрыть в производном классе, например чтобы изменить логику его работы. Обратимся, например, к классам TDiskGauge и TMemoryGauge. В них методы SetPercentCritical и CheckStatus унаследованы от TResourceGauge, так как логика их работы не зависит от типа ресурса. А вот метод GetPercentFree перекрыт, так как способ вычисления процента свободного пространства специфичен для диска и оперативной памяти:

 
В классе TDiskGauge перекрыт еще и конструктор Create. Это необходимо для инициализации дополнительного поля DriveLetter:

указав перед именем метода зарезервированное слово inherited. Кстати, данный пример демонстрирует важный принцип реализации конструкторов: сначала вызывается конструктор предка, а затем инициализируются дополнительные поля данных. В деструкторах применяется обратная последовательность действий: сначала разрушаются данные, недоступные предку, а затем вызывается унаследованный деструктор.

Повторение мелко

совместимости типов. Вместо объекта базового класса можно подставить объект любого производного класса. Обратное неверно. Например, переменной типа TResourceGauge можно присвоить значение переменной типа TDiskGauge:

 
Объектная переменная R формально имеет тип TResourceGauge, а фактически связана с экземпляром класса TDiskGauge.
Правило совместимости классов чаще всего применяется при передаче объектов в параметрах процедур и функций. Например, если процедура работает с объектом класса TResourceGauge, то вместо него можно передать объект класса TDiskGauge или TMemoryGauge.

указанного при описании объектной переменной или параметра, бывает необходимо проверить, к какому классу принадлежит объект на самом деле. Чтобы программист мог выполнять такого рода проверки, каждый объект хранит информацию о своем классе. В Object Pascal существуют операторы is и as, с помощью которых выполняется соответственно проверка на тип (type checking) и преобразование к типу (type casting).
Например, чтобы выяснить, принадлежит ли некоторый объект Obj, объявленный в программе как

 
к классу TResourceGauge или его наследнику, следует записать

 
Для преобразования объекта к нужному типу используется оператор as, например:

 
Стоит отметить, что для объектов применим и обычный способ приведения типа:

 
Вариант с оператором as лучше, поскольку безопасен. Он генерирует ошибку (точнее, исключительную ситуацию) при выполнении программы (run-time error), если реальный экземпляр объекта Obj несовместим с классом TResourceGauge. Забегая вперед, скажем, что ошибку приведения типа можно обработать и таким образом избежать досрочного завершения приложения.

одну общую черту — все они статические. При обращении к статическому методу компилятор точно знает класс, которому данный метод принадлежит. Поэтому, например, обращение к статическому методу GetPereentFree в методе CheckStatus компилируется в вызов TResourceGauge.GetPercentFree:

 
Метод CheckStatus работает неправильно в наследниках TResourceGauge, так как внутри него вызов перекрытого метода GetPereentFree не происходит. Конечно, в классах TDiskGauge и TMemoryGauge можно продублировать все методы и свойства, которые прямо или косвенно вызывают GetPereentFree, но при этом теряются преимущества наследования. ООП предлагает изящное решение этой проблемы — метод GetPereentFree всего-навсего объявляется виртуальным:

 
В производных классах виртуальный метод перекрывается с использованием ключевого слова override. Перекрытый метод должен иметь точно такой же формат (список параметров, а для функций еще и тип возвращаемого значения), что и перекрываемый:

экземпляра, а не по формальному типу, записанному в программе. Поэтому после сделанных изменений метод CheckStatus будет работать так, как ожидает программист:

 
Работа виртуальных методов основана на механизме позднего связывания (late binding). В отличие от раннего связывания (early binding), характерного для статических методов, позднее связывание основано на вычислении адреса вызываемого метода при выполнении программы. Метод вычисляется по хранящемуся в каждом объекте описателю типа.
Благодаря механизму наследования и виртуальным методам, в Delphi реализуется такая концепция ООП как полиморфизм. Полиморфизм существенно облегчает труд программиста, так как обеспечивает повторное использование кода уже написанных методов.

метода в базовом классе неизвестна и наполняется содержанием только в наследниках. Так случилось, например, с методом GetPercentFree, который в классе TResourceGauge состоит всего из одного оператора: Result := 0. Конечно, тело метода можно сделать пустым или почти пустым (так мы и поступили), но лучше воспользоваться директивой abstract:

 
Директива abstract записывается после слова virtual и исключает необходимость написания кода виртуального метода для данного класса. Такой метод называется абстрактным, т.е. подразумевает конкретное логическое действие, а не способ его реализации. Абстрактные виртуальные методы часто используются при создании классов-полуфабрикатов. Свою реализацию такие методы получают в законченных наследниках.