Классы, экземпляры класса, наследование, иерархия

Объектный тип (например, tDot) называется классом. Переменная данного типа — объект или, что то же самое, экземпляр класса. То есть при задании

Var dDot:tDot

переменная dDot – это объект.

tDot — тип-прародитель (класс-прародитель),

· tCircle=

object(tDot) {тип-наследник (класс-наследник)};

...

end;

· tRectangle=

object(tDot) {другой наследник};

...

end;

Тут tCircle и tRectangle — прямые потомки tDot (т.е. он их прямой прародитель) и т.п.

Далее можно определить другие классы-наследники:

· tTriangle=

object(tDot)

...

end;

· tFilledTriangle=

object(tTriangle)

...

end;

· tFilledCircle=

object(tCircle)

...

end;

· tRedCirlce=

object(tCirlce)

...

end;

· tGreenCirlce=

object(tCirlce)

...

end;

· tFilledRectangle=

object(tRectangle)

...

end;

Иерархия этих классов:

Суть наследования заключается в том, что потомки могут использовать поля данных и методы прародителей без определения этих полей и методов в классе потомка. Говорят, что поля данных и методы прародителей наследуются потомками.

Пример:

type

tDot=

object

active:Boolean;

X,Y:Integer;

procedure Show;

procedure Hide;

procedure MoveBy(dX,dY:Integer);

procedure MoveTo(NewX,NewY:Integer);

procedure Init(X_,Y_:Integer);

end;

tCircle=

object(tDot)

radius:Real;

procedure Show;

procedure Hide;

procedure MoveBy(dX,dY:Integer);

procedure MoveTo(NewX,NewY:Integer);

procedure Init(X_,Y_,R_:Integer);

end;

var aDot: tDot;

aCircle: tCircle;

В теле объекта aCircle можно пользоваться полями X, Y, active, как если бы они были определены в tCircle, а не в tDot. При этом они никакого отношения не имеют к объекту aDot, т.е. к tDot.X, aDot.Y, aDot.Active. Это aCircle.X, aCircle.Y, aCircle.Active. Но по своей структуре они дублируют соответствующие поля объекта aDot.

А вот вызов методов aCircle.Show, aCircle.Hide и aCircle.Move(...) идет по-другому. Реально это tCircle.Show, tCircle.Hide и tCircle.Move(...), а методы для aDot — это tDot.Show, tDot.Hide и tDot.Move(...), "настроенные" на конкретный экземпляр класса, то есть "знающие", кого показывать, скрывать, перемещать.

Процедура Init переопределена так, что теперь надо задавать радиус, в отличие от прародителя:

Процедура Init в tCircle переопределена так, что теперь надо задавать радиус, в отличие от прародителя. Говорят, что она перекрывает соответствующий метод прародителя.

procedure tCircle.Init(X_,Y_,R_:Integer);

begin

tDot.Init(X_,Y_);

R:=R_;

end;

procedure tCircle.Hide;

var TmpColor:Word;

begin

...{нарисовать окружность цветом фона}

active:=false;

end;

procedure tCircle.MoveBy(dX,dY:Integer);

begin

Hide;

X:=X+dX;

Y:=Y+dY;

Show;

end;

procedure tCircle.MoveTo(NewX,NewY:Integer);

begin

Hide;

X:=NewX;

Y:=NewY;

Show;

end;

Замечание: в принципе типы полей данных в потомках переопределять нельзя (по сравнению с прародителями). Все поля, имеющиеся у прародителей, имеются и у всех их потомков, плюс новые поля, которые дополнительно определены для потомков. Но начиная с Delphiи в Object PASCAL была введена возможность перекрытия полей данных.

Мы пока рассматриваем только так называемые статические методы. Они вызываются так, как скомпилированы для соответствующего типа; их можно переопределять в потомках. Но зато каждый раз надо дублировать текст: процедура Move для tCircle абсолютно аналогична процедуре Move для tDot. Если бы мы не описали процедуру tCircle.Move, благодаря наследованию вызвалась бы tDot.Move! И показалось бы перемещение точки, а не окружности. Существуют также виртуальные методы, которые позволяют обеспечить большую гибкость, чем статические. Но о них речь пойдет позже.

Часто используют типы, называемые абстрактными, у которых единственное назначение — "растить" от них наследников "в разные стороны", чтобы иметь в наследниках соответствующие поля и методы. При этом изменение реализации такого класса автоматически "бесплатно" меняет поведение всех потомков. А вот интерфейс абстрактных классов стараются не менять, иначе надо переписывать почти всю программу — менять все вызовы соответствующих методов в потомках. У абстрактных классов не бывает экземпляров объектов (т.е. переменных такого типа — реально вызываемых объектов).

Пример:

type

tLocation=

object

X,Y:Integer;

procedure Init(X_,Y_:Integer);

function GetX:Integer;

function GetY:Integer;

end;

tDot=

object(tLocation)

active:Boolean;

procedure Init(X_,Y_:Integer);

procedure Show;

procedure Hide;

procedure MoveBy(dX,dY:Integer);

end;

тут tLocation — абстрактный тип; у него не будет экземпляров. Зато из любого потомка можно будет вызывать методы GetX и GetY.

Пример объектно-ориентированной программы: движение фигур по экрану.

unit Figures;

interface

uses…;

type

tLocation=

object

X,Y:Integer;

procedure Init(X_,Y_:Integer);

function GetX:Integer;

function GetY:Integer;

end;

tpDot=^tDot; {тип 'указатель на экземпляр класса tDot'. См.далее}

tDot=

object(tLocation)

aсtive:Boolean;

constructor Init(X_,Y_:Integer); {конструктор. См. далее}

destructor Done;virtual; {деструктор. См. далее}

procedure Show;virtual; {виртуальный метод. См. далее}

procedure Hide;virtual;

function IsActive:Boolean;

procedure MoveBy(dX,dY:Integer);virtual;

procedure MoveTo(newX,newY:Integer);virtual;

end;

tpCircle=^tCircle; {указатель на экземпляр tCircle}

tCircle=

object(tDot)

R:Integer;

constructor Init(X_,Y_:Integer;R_:Integer);

procedure Show;virtual;

procedure Hide;virtual;

procedure ChangeRadius(dR:Integer);virtual;

end;

{——— секция реализации ———}

implementation

{методы tLocation}

procedure tLocation.Init(X_,Y_:Integer);

begin

X:=X_;

Y:=Y_;

end;

function tLocation.GetX:Integer;

begin

GetX:=X;

end;

function tLocation.GetY:Integer;

begin

GetY:=Y;

end;

{методы tDot}

constructor tDot.Init(X_,Y_:Integer);

begin

tLocation.Init(X_,Y_);

active:=false;

end;

destructor tDot.Done;

begin

Hide;{это tDot.Hide для объекта класса tDot}

end;

procedure tDot.Show;

begin

… {нарисовали текущим цветом}

active:=true; {пометили состояние как активное}

end;

procedure tDot.Hide;

begin

… {нарисовали цветом фона}

active:=false; {пометили состояние как неактивное}

end;

function tDot.IsActive:Boolean;

begin

Result:=active;

end;

procedure tDot.MoveBy(dX,dY:Integer);

begin

Hide;{ это tDot.Hideдля объекта dDot,tCircle.Hideдля aCircle и т.д.}

X:=X+dX;

Y:=Y+dY;

Show; {tDot.Show для aDot, tCircle.Show для aCirle и т.д.

end;

procedure tDot.MoveTo(newX,newY:Integer);

begin

Hide;

X:=newX;

Y:=newY;

Show;

end;

{методы tCircle}

constructor tCircle.Init(X_,Y_,R_:Integer);

begin

tDot.Init(X_,Y_); {инициализация прародителя}

R:=R_;

end;

procedure tCircle.Show;

begin

…{ рисование окружности }

Active:=true;

end;

procedure tCircle.Hide;

var TmpColor:tColor;

begin

TmpColor:=; {запомнили текущий цвет рисования}

…{установили текущим цвет фона}

…{нарисовали окружность цветом фона, т.е. скрыли}

…{восстановили текущий цвет рисования}

Active:=false; {пометили состояние как неактивное}

end;

procedure tCircle.ChangeRadius(dR:Integer);

begin

Hide;

R:=R+dR;

if R<0 then R:=0; {радиус не может быть отрицательным}

Show;

end;

end.

В качестве примера использования модуля Figures напишем программу, в которой используются классы модуля Figures, а также добавляется наследник класса tCircle. При этом для него статический метод Init и виртуальные методы Show и Hide переписываются заново (как говорят — перекрываются), а все другие методы (например, moveBy) наследуются.

Unit Figure1; {добавление наследника}

Uses…,Figures; {используем модуль Figures}

type

tArc=

object(tCircle)

angle1,angle2:Integer;

construсtor Init(X_,Y_,R_,angle1_,angle2_:Integer);

procedure Show;virtual; {метод перекрывается}

procedure Hide;virtual; {также перекрывается}

end;

var

aArc:tArc;

aCircle:tCircle;

pArc:^tArc;

{методы Arc}

constructor tАrc.Init(X_,Y_,R_,angle1_,angle2_:Integer);

begin

tCircle.Init(X_,Y_,R_);

angle1:=angle1_;

angle2:=angle2_;

end;

procedure tArc.Show;

begin

…{рисуем дугу текущим цветом}

Active:=true;

end;

procedure tArc.Hide;

var TmpColor:tColor;

begin

TmpColor:=…; {запоминаем текущий цвет}

…{устанавливаем цвет фона текущим цветом рисования}

…{рисуем дугу цветом фона}

Active:=false; {помечаем состояние как неактивное}

…{восстанавливаем текущий цвет}

end;

Form1.Button1Click(…);{по нажатию кнопки идет отрисовка фигур}

begin

aCircle.Init(100,100,50); {инициализировали поля окружности}

aCircle.MoveTo(10);{чтобы остановить перемещение окружности и начать

двигать дугу нажмите <Enter>}

aArc.Init(120,190,25,0,90); {инициализировали поля дуги}

aArc.MoveBy (5,14); *****

end.