C++ Programming: chapter 7 – inheritence

Presentation on theme: "C++ Programming: chapter 7 – inheritence"— Presentation transcript:

1 C++ Programming: chapter 7 – inheritence
2018, Spring Pusan National University Ki-Joune Li

2 Background common 어떻게 효과적으로 처리하는 방법은 ? class Student { string name;
string ID; short year; string dept; float score; }; class Professor { string name; string ID; shortage; string dept; string url; }; common 어떻게 효과적으로 처리하는 방법은 ?

3 Using Superclass Superclass Inheritance subclass common class Person {
string name; string ID; string dept; }; Inheritance Superclass subclass class Student : public Person { short year; float score; }; class Professor : public Person { shortage; string url; }; common

4 Superclass A, Subclass A1, A2
Superclass의 모든 Attribute와 member function은 Subclass로 상속 class Person { string name; string ID; string dept; }; sizeof(person): 12 bytes class Student : public Person { short year; float score; }; sizeof(Student): 12 + (2+4) bytes

5 #include <iostream>  #include <cstring>  using namespace std;    class Shape {  public:    double width;    double height;      void display() {      cout << "Width and height are " <<   width << " and " << height << "\n";    }  };    // Triangle is derived from Shape.  class Triangle : public Shape {  public:    char style[20];        double area() {      return width * height / 2;    }      void showStyle() {      cout << "Triangle is " << style << "\n";    }  };  #include <iostream>  #include <cstring>  using namespace std;    int main() {    Triangle t1;    Triangle t2;      t1.width = 4.0;    t1.height = 4.0;    strcpy(t1.style, "isosceles");      t2.width = 8.0;    t2.height = 12.0;    strcpy(t2.style, "right");      t1.showStyle();    t1.display();    cout << "Area is " << t1.area() << "\n";      t2.showStyle();    t2.display();    cout << "Area is " << t2.area() << "\n";      return 0;  }

6 Constructor class Shape {  private:   double width;    double height;  public:    void display() {      cout << "Width and height are " << width << " and " << height << "\n";    }    // accessor functons    double getWidth() { return width; }    double getHeight() { return height; }    void setWidth(double w) { width = w; }    void setHeight(double h) { height = h; }  };  // Triangle is derived from Shape.  class Triangle : public Shape {    char style[20]; // now private  public:    // Constructor for Triangle.    Triangle(char *str, double w, double h) {      setWidth(w);      setHeight(h);      strcpy(style, str);    }    double area() {      return getWidth() * getHeight() / 2;    }   void showStyle() {      cout << "Triangle is " << style << "\n";    }  };  int main() {    Triangle t1("isosceles", 4.0, 4.0);    Triangle t2("right", 8.0, 12.0);    t1.showStyle(); t1.display();    cout << "Area is " << t1.area() << "\n";      t2.showStyle(); t2.display();    cout << "Area is " << t2.area() << "\n";      return 0;  }

7 private, protected, public and class inheritance
class Shape {  private:   double width;    double height;  public:   void display() {      cout << "Width and height are " << width << " and " << height << "\n";    }  Shape(double w,double h): width(w),height(h){}    // accessor functons    double getWidth() { return width; }    double getHeight() { return height; }   };  // Triangle is derived from Shape.  class Triangle : public Shape {    char style[20]; // now private  public:    // Constructor for Triangle.    Triangle(char *str, double w, double h):       Shape(w,h) { strcpy(style, str); }        double area() {      return getWidth() * getHeight() / 2;    }      void showStyle() {      cout << "Triangle is " << style << "\n";    }  };  int main() {    Triangle t1("isosceles", 4.0, 4.0);    Triangle t2("right", 8.0, 12.0);    t1.showStyle(); t1.display();    cout << "Area is " << t1.area() << "\n";      t2.showStyle(); t2.display();    cout << "Area is " << t2.area() << "\n";      return 0;  }

8 private, protected, public and class inheritance
class Shape {  protected:   double width;    double height;  public:   void display() {      cout << "Width and height are " << width << " and " << height << "\n";    }    // accessor functons  };  // Triangle is derived from Shape.  class Triangle : public Shape {    char style[20]; // now private  public:    // Constructor for Triangle.    Triangle(char *str, double w, double h): Shape(w, h) { strcpy(style, str); }        double area() {      return width * height / 2;    }      void showStyle() {      cout << "Triangle is " << style << "\n";    }  };  int main() {    Triangle t1("isosceles", 4.0, 4.0);    Triangle t2("right", 8.0, 12.0);    t1.showStyle(); t1.display();    cout << "Area is " << t1.area() << "\n";      t2.showStyle(); t2.display();    cout << "Area is " << t2.area() << "\n";      return 0;  } Subclass에서만 접근 가능

9 private, protected, public and class inheritance
Super Class Subclass private protected public 접근 불가능 접근 불가능 (강제로 접근 가능하게 선언) 접근 가능 class base {   int i; // private to base public:   int j, k;   void seti(int x) { i = x; }   int geti() { return i; } }; class derived: private base { public:   base::j; // make j public again - but not k   base::seti(); // make seti() public   base::geti(); // make geti() public       int a; // public };

10 Member function redefinition
int main() {    Shape s(4.0, 4.0); Triangle t("right", 8.0, 12.0); Regular_Triangle r(10.0);    t.display(); cout<<“Area: “<<r.area() <<“\n”; cout<<“Area: “<<r.Triangle::area()<<“\n”;   return 0;  } class Shape {  protected:   double width;    double height;  public: Shape(double w, double h): width(w), height(h) {}   void display() { cout << "Width and height are " << width << " and " << height << "\n"; } };  // Triangle is derived from Shape.  class Triangle : public Shape {    string style;   public:    // Constructor for Triangle.    Triangle(double w, double h, string s): width(w), height(h), style(s) {}  void display() { cout << ”Style: “<<style<<“ Width:”<<width<<“ Height: "<<height << "\n"; } double area() { width*height/2.0; }  };  class Regular_Triangle : public Triangle {    double side;  public:    // Constructor for Triangle.    Regular_Triangle(double s): Triangle(s, sqrt(3.0)/2.0*s,“regular”), side(s) {}  double area() { side*sqrt(3.0)/4.0; }  }; 

11 Class hierarchy and type conversion
FunctionA(Shape A) {…} int main() {    Shape s(4.0, 4.0);    Triangle t("right", 8.0, 12.0); FunctionA(t); // OK ?? FunctionB(s); // OK ?? } FunctionB(Triangle B) {…}

12 class hierarchy: example calculator
Node: Plus (+) Times (*) Int 10*3+5 + * 10 3 5 class Node {  protected:   int code;  public:   enum {PLUS, TIME, INT}; Node(int c): code(c) {} int eval(); };  class Plus: public Node {  public: Node *left, *right; Plus(Node *l, Node *r): Node(PLUS), left(l), right(r) {} };  class Times: public Node {  public: Node *left, *right; Times(Node *l, Node *r): Node(TIMES), left(l), right(r) {} };  class Int : public Node {  public: unsigned int value; Int(int v): Node(INT), value(v) {} }; 

13 class hierarchy: example calculator
Node Plus Int Times Node Bop Int Plus Times

14 class hierarchy: example calculator
Node Bop Int Plus Times class Plus: public Bop {  public: Plus(Node *l, Node *r): Bop(PLUS, l, r) {} };  class Node {  protected:   const int code;  public:   enum {PLUS, TIME, INT}; Node(int c): code(c) {} int eval(); };  class Bop: public Node { protected:  Node *left, *right; public: Bop(int c, Node *l, Node *r): Node(c), left(l), right(r) {} };  class Times: public Bop {  public: Times(Node *l, Node *r): Bop(TIMES, l, r) {} }; 

15 class hierarchy: example calculator – eval() function
int Node::eval() {  switch(code) { case INT: return this->value; // wrong case PLUS: return this->left->eval()+this->right->eval(); // wrong case TIMES: return this->left->eval()*this->right->eval(); // wrong } }  무엇이 잘못되었는가? int Node::eval() {  switch(code) { case INT: return ((Int *)this)->value; case PLUS: return ((Bop *)this)->left->eval()+((Bop *)this)->right->eval(); case TIMES: return ((Bop *)this)->left->eval()*((Bop *)this)->right->eval(); } }  무엇이 부자연스러운가?

16 Virtual function Node Bop Int Plus Times
class Node {  protected:   const int code;  public:   enum {PLUS, TIME, INT}; Node(int c): code(c) {} virtual int eval() {return -1;} // -1 means “error” };  eval eval eval eval class Bop: public Node { protected:  Node *left, *right; public: Bop(int c, Node *l, Node *r): Node(c), left(l), right(r) {} };  class Int: public Node {  int value; public: Plus(Node *l, Node *r): Bop(INT, l, r) {} int eval() { return value; } };  class Times: public Bop {  public: Times(Node *l, Node *r): Bop(TIMES, l, r) {} int eval() {left->eval()*right->eval();} };  class Plus: public Bop {  public: Plus(Node *l, Node *r): Bop(PLUS, l, r) {} int eval() {left->eval()+right->eval();} };  지금까지는 virtual 이 있으나 없으나 비슷함 (없는 경우: function redefinition)

17 Virtual function 다른 Function
class Node {  protected:   const int code;  public:   enum {PLUS, TIME, INT}; Node(int c): code(c) {} virtual int eval() {return -1;} // -1 means “error” };  class Node {  protected:   const int code;  public:   enum {PLUS, TIME, INT}; Node(int c): code(c) {} int eval() {return -1;} // -1 means “error” };  #include <iostream> using namespace std; int main() {   Node* node_ptr=new Node(INT); Int* int1_ptr=new Int(INT, 10); Int* int2_ptr=new Int(INT, 20); Plus* plus_ptr=new Bop(PLUS, int1_ptr, int2_ptr); int flag; cout << “Input flag: ”; cin >> flag; if (flag!=0) node_ptr=plus_ptr; else node_ptr=int1_ptr; cout<<“Evaluation result:” <<node_ptr->eval() << endl;   return 0; } 다른 Function 이 문장으로는 Compile time 때 함수를 결정할 수 없음  Late Binding

18 C++에서 Polymorphism 객체가 무엇이냐에 따라 서로 다른 동작(또는 함수)이 수행되는 것 Overriding 조건:
Pointer (왜??) Virtual Function #include <iostream> using namespace std; int main() {   Node* node_ptr; Int* int1_ptr=new Int(INT, 10); Int* int2_ptr=new Int(INT, 20); Plus* plus_ptr=new Bop(PLUS, int1_ptr, int2_ptr); int flag; cout << “Input flag: ”; cin >> flag; if (flag!=0) node_ptr=plus_ptr; else node_ptr=int1_ptr; cout<<“Evaluation result:” <<node_ptr->eval() << endl;   return 0; } #include <iostream> using namespace std; int main() {   Node node(INT); Int int1(INT, 10); Int int2(INT, 20); Plus plus(PLUS, &int1, &int2); int flag; cout << “Input flag: ”; cin >> flag; if (flag!=0) node=plus; else node=int1; cout<<“Evaluation result:” <<node.eval() << endl;   return 0; } 무슨 일이 일어날까?

19 Pure Virtual Function Subclass에서만 정의되는 Virtual Function
Pure Virtual Function 을 가지고 있는 Class: Abstract Class Abstract Class에서는 객체를 생성할 수 없음 class Node {  protected:   const int code;  public:   enum {PLUS, TIME, INT}; Node(int c): code(c) {} virtual int eval()=0; };  class Bop: public Node { protected:  Node *left, *right; public: Bop(int c, Node *l, Node *r): Node(c), left(l), right(r) {} };  class Plus: public Bop {  public: Plus(Node *l, Node *r): Bop(PLUS, l, r) {} int eval() {left->eval()+right->eval();} };  #include <iostream> using namespace std; int main() {   Node* node_ptr=new Node(INT); // wrong Bop bop(INT, NULL, NULL); // wrong   return 0; }