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派生クラスと継承

前回までの範囲でカプセル化による、プログラムがわかりやすくなるといった事例の 紹介。これ以降の継承などを使えるようになれば「車輪の再発明」と言われるような、 他人が作ったものと同じようなものを、また作らないといけない… ということが減らせるはず。

派生の必要となりそうな事例ということで、基本データにオプショナルな要素が 加わったデータ事例にて、問題点を示す。

派生がないと発生する手間

// C言語でオプショナルな要素の加わった場合。
// 基本型:    名前・身長
// 追加データ:親の情報
struct Person {
char   name[ 20 ] ;
double height ;
} ;
void print_Person( struct Person* p ) ;
// ダメダメな追加データの型
struct Child {
char   name[ 20 ] ;
double height ;
struct Person* parent ;  // 追加データ
} ;
// この方法では、同じようなプログラムをまた作ることになる。
void print_Child( struct Child* p ) {
また同じ処理を書く羽目になる...
}
// ちょっとマシな追加データ型
struct Child {
struct Person  super ;   // 基底クラス
struct Person* parent ;
} ;
// 同じ処理を書くよりはマシだけど、
// 基底クラスのメソッド呼出しを何度も書く必要がある。
void print_Child( struct Child* p ) {
print_Person( &(p->super) ) ;
}

導出を使って

この様に、オプショナルなデータの増えたプログラムで手抜きができるために、 オブジェクト指向言語では、派生(導出)といった方法が使われる。

class Person {
private:
char   name[ 20 ] ;
double height ;
public:
Person( char s[] , double h ) {
strcpy( name , s ) ;
height = h ;
}
void print() { printf( "%s %f" , name , height ) ; }
} ;
class Child : public Person {
private:
Person* parent ;
public:
Child( char s[] , double h , Parent* p )
: Person( s , h )
{ parent = p ; }
} ;
void main() {
Person  saitoh( "斉藤" , 172 ) ;
saitoh.print() ;
Child   mitsuki( "みつき" , 130 , &saitoh ) ;
mitsuki.print() ;  // 基底クラスの print を継承し、流用してくれる。
Person tomoko( "ともこ" , 148 ) ;
Child  ayuka( "あゆか" , 122 , &tomoko ) ;
Person* family[ 4 ] ;
family[0] = &saitoh ;
family[1] = &mitsuki ;  // ChildがPersonに格下げして代入
family[2] = &tomoko ;
family[3] = &ayuka ;    // Personに格下げ
// 家族全員を表示
for( int i = 0 ; i < 4 ; i++ ) // PersonとChildが混在するけど
family[ i ]->print() ;     // 正しく表示ができる。
}

問題提起

前述のChildクラスでは、printメソッドは継承を利用していたが、 Child クラス用の処理を書いたとする。すると、格下げの問題が表面化してくる。

class Child : public Person {
:
void print() {           // 子供は、親の名前も表示したかったとする。
Person::print() ;
printf( "%s" , parent->name ) ;  // "public Person" で派生したから
}                                    // できる芸当である。
} ;
// 家族全員の表示。
for( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
family[ i ]->print() ;
// この結果では、family に代入する時点で、
// Child も Person に格下げされているので、
// mitsuki の親の名前は表示されない。      -----> 仮想関数で解決できる。