Техника наследования

Ключевые концепции

• К инварианту класса автоматически добавляются инварианты его родителей.
• В подходе Проектирования по Контракту наследование, переопределение и динамическое связывание приводят к идее субподрядов.
• Повторное объявление подпрограммы (переопределение или создание реализации) может сохранить или ослабить предусловие, сохранить или усилить постусловие.
• Повторное объявление утверждений может использовать только require else (при объединении с предусловием связкой "или") и ensure then (при объединении с постусловием связкой "и"). Применение require/ensure запрещено. В отсутствие названных предложений подпрограмма сохраняет исходные утверждения.
• Универсальный класс GENERAL и допускающий настройку его наследник обеспечивают переопределяемые компоненты, представляющие общий интерес для всех создаваемых разработчиком классов. Класс NONE замыкает решетку наследования снизу.
• Заморозив компонент, можно гарантировать его вечную семантическую уникальность.
• Ограниченная универсальность дает возможность использовать только родовые параметры со специфическими свойствами.
• Попытка присваивания позволяет динамически проверить, принадлежит ли объект ожидаемому типу. Эта операция не должна использоваться как замена динамического связывания.
• Потомок вправе переопределять тип любой сущности (атрибута, результата функции, формального параметра подпрограммы). Повторное определение должно быть ковариантным - заменять исходные типы соответствующими, согласуясь с требованиями потомка.
• Закрепленные объявления ( like anchor ) - это важная часть системы типов, облегчающая применение ковариантной типизации и позволяющая отказаться от избыточных повторных объявлений.
• Наследование и скрытие информации - это независимые механизмы. Потомки могут скрывать экспортированные компоненты и экспортировать скрытые компоненты.
• Компонент, доступный самому классу, доступен и его потомкам.

Библиографические замечания

Иную точку зрения на взаимосвязь наследования и скрытия информации см. в [Snyder 1986].

Упражнения

У16.1 Наследование: простота и эффективность

Перепишите и упростите ранее созданную реализацию защищенного стека, сделав класс STACK3 потомком, а не клиентом STACK, чтобы избежать излишних обходных путей. ( Подсказка: см. правила взаимодействия наследования и скрытия информации.)

У16.2 Векторы

Напишите класс VECTOR, представляющий числовые вектора (кольцо) с обычными математическими операциями. Сам класс рекурсивно должен относиться к численному типу, допуская вектора векторов. Возможно, для этого вам придется самостоятельно дописать класс NUMERIC (или воспользоваться готовым из [M 1994a]).

У16.3 Экстракт?

В случае, когда x1 имеет тип X, y1 имеет тип Y, и Y является потомком X, оператор y1 := x1 будет недопустимым. Однако полезным мог бы показаться универсальный компонент extract, такой, что y1.extract (x1) копирует значения полей объекта x1 в соответствующие поля объекта y1 при условии, что ни в одной из этих ссылок не содержится Void.

Объясните, почему компонент extract стоит отвергнуть. ( Подсказка: обратитесь к вопросам корректности, в частности, к понятию инварианта.) Выясните, можно ли спроектировать удовлетворительный механизм, решающий эту задачу каким-то иным способом.