18.3.1. Наследование и композиция

Реализация класса PeekbackStack с помощью закрытого наследования от IntArray работает, но необходимо ли это? Помогло ли нам наследование в данном случае? Нет.

Открытое наследование – это мощный механизм для поддержки отношения “ЯВЛЯЕТСЯ”. Однако реализация PeekbackStack по отношению к IntArray – пример отношения “СОДЕРЖИТ”. Класс PeekbackStack содержит класс IntArray как часть своей реализации. Отношение “СОДЕРЖИТ”, как правило, лучше поддерживается с помощью композиции, а не наследования. Для ее реализации надо один класс сделать членом другого. В нашем случае объект IntArray делается членом PeekbackStack. Вот реализация PeekbackStack на основе композиции:

class PeekbackStack {

private:

const int static bos = -1;

public:

explicit PeekbackStack( int size ) :

stack( size ), _top( bos ) {}

bool empty() const { return _top == bos; }

bool full() const { return _top == size()-1; }

int top() const { return _top; }

int pop() {

if ( empty() )

/* обработать ошибку */ ;

return stack[ _top-- ];

}

void push( int value ) {

if ( full() )

/* обработать ошибку */ ;

stack[ ++_top ] = value;

}

bool peekback( int index, int &value ) const;

private:

int _top;

IntArray stack;

};

inline bool

PeekbackStack::

peekback( int index, int &value ) const

{

if ( empty() )

/* обработать ошибку */ ;

if ( index < 0 || index > _top )

{

value = stack[ _top ];

return false;

}

value = stack[ index ];

return true;

}

Решая, следует ли использовать при проектировании класса с отношением “СОДЕРЖИТ” композицию или закрытое наследование, можно руководствоваться такими соображениями:

• если мы хотим заместить какие-либо виртуальные функции базового класса, то должны закрыто наследовать ему;

• если мы хотим разрешить нашему классу ссылаться на класс из иерархии типов, то должны использовать композицию по ссылке (мы подробно расскажем о ней в разделе 18.3.4);

• если, как в случае с классом PeekbackStack, мы хотим воспользоваться готовой реализацией, то композиция по значению предпочтительнее наследования. Если требуется отложенное выделение памяти для объекта, то следует выбрать композицию по ссылке (с помощью указателя).

18.3.2. Открытие отдельных членов

Когда мы применили закрытое наследование класса PeekbackStack от IntArray, то все защищенные и открытые члены IntArray стали закрытыми членами PeekbackStack. Было бы полезно, если бы пользователи PeekbackStack могли узнать размер стека с помощью такой инструкции:

is.size();

Разработчик способен оградить некоторые члены базового класса от эффектов неоткрытого наследования. Вот как, к примеру, открывается функция-член size() класса IntArray:

class PeekbackStack : private IntArray {

public:

// сохранить открытый уровень доступа

using IntArray::size;

// ...

};

Еще одна причина для открытия отдельных членов заключается в том, что иногда необходимо разрешить доступ к защищенным членам закрыто унаследованного базового класса при последующем наследовании. Предположим, что пользователям нужен подтип стека PeekbackStack, который может динамически расти. Для этого классу, производному от PeekbackStack, понадобится доступ к защищенным элементам ia и _size класса IntArray:

template <class Type>

class PeekbackStack : private IntArray {

public:

using intArray::size;

// ...

protected:

using intArray::size;

using intArray::ia;

// ...

};

Производный класс может лишь вернуть унаследованному члену исходный уровень доступа, но не повысить или понизить его по сравнению с указанным в базовом классе.

На практике множественное наследование очень часто применяется для того, чтобы унаследовать открытый интерфейс одного класса и закрытую реализацию другого. Например, в библиотеку классов Booch Components включена следующая реализация растущей очереди Queue (см. также статью Майкла Вило (Michaeel Vilot) и Грейди Буча (Grady Booch) в [LIPPMAN96b]):

template < class item, class container >

class Unbounded_Queue:

private Simple_List< item >, // реализация

public Queue< item > // интерфейс

{ ... }