「派生」的前言

前一篇，是《封裝》的尾巴（點我），這一篇，是《派生》的前奏……（突然有一種七八月份的感覺）

8.1.派生

型別和型別之間可以有很多關係，其中「派生」是最重要和最基礎的一種關係。這裡有一道小學語文題。

〖輕鬆一刻〗：做小學題，學型別的派生關係

請照著1和

2中三個詞語的關係，從a、

b、c、

d中選出乙個你認為合適的詞填在劃線處：

1) 人類、白種人、黃種人；

2) 交通工具、小汽車、飛機；

3) 電腦、台式電腦、

_____

備選答案：

a）樟腦；b）

硬碟、c

）拖拉機、

d）筆記本。

除非你堅決認為我說的「筆記本」是紙簿，否則你應該不會選錯。這就是「派生」的基本概念：

b型別是一種特定的

a型別。比如：「白種人是一種特定的人類」，或者「飛機是一種特定的交通工具」。此時可稱

b為「派生類」，

a為「基類」，描述為：

a類派生出

b類，或者

b類繼承自a類。

你需要能夠看得懂以下關係圖：

請注意箭頭的方向：由派生類指向基類，這是當前軟體設計界流行的表示法。用

c++的語法，可以表達為：

code:

class transportation //交通工具類

; class car : public transportation //小汽車是交通工具的派生類

; class airplane : public transportation //飛機是交通工具的派生類

;

先不必太關心語法，只要能看出上面有三個，而不是乙個

class

即可。但有讀者馬上要問了：真的需要把「

car」和「

airplane

」全部設計為

class

嗎？為什麼它們不可以就是「交通工具」這個類的兩個變數？示意為如下**：

code:

class transportation //交通工具類

; transportation acar; //一輛小汽車

transportation aplane; //一架飛機

這種思路是：我設計了乙個超強的「交通工具類」，它同時具備小汽車和飛機應用的功能，然後當需要時，我希望它是小汽車，它就是小汽車，希望它是飛機，它就是飛機。必須承認，前幾年我坐某航空公司的飛機到北京，飛機降落機場時找不到停機位，於是龐大的鐵鳥在首都機場上四處亂逛，當時我是感覺自己正坐在大巴士上……但這是錯覺！現實中要設計生產一種既可以在市區像qq車一樣四處鑽，又可以騰空而飛的玩意兒，怎麼可能呢？

（有同學不服氣：人家美國的變型金剛就是這樣子的……）

這就是學習「派生」之後，你經常要向自己問的乙個重要問題：你真的需要乙個派生類嗎？比如足球有真皮做的，也有塑膠做的，那麼我們需要「足球（基類）」、「皮足球」和「塑膠足球」三個類嗎？

別輕易說「要」或「不要」……複習一下「什麼是封裝」？封裝乙個類，既需要考慮事物內部的本質不變式，還需要考慮它的使用者是誰。

對於賣體育用品的商店，或者對於買家，通常是不需要將「皮足球」和「塑膠足球」分別定義成乙個類。「皮」或「塑膠」只是足球乙個屬性：材料，我們可以用乙個列舉來作簡單區分。

code:

enum material ;

class football//乙個為買賣設計的足球類

double getprice() const

void setprice(double price);

private:

meterial _meterial;

double _price;

};

足球當然還有其它屬性，比如尺寸或顏色等等，都非常適於像這裡的「**」及「材料」一樣，被僅僅當成足球的屬性看待（設計為乙個類的不同成員）。

對於足球的產家就不同了，他需要關心乙個足球如何生產出來，所以可能會為

football

類新增「製作」、「質檢」等等和生產相關函式，而「皮球」和「塑膠球」在這些操作上，可能天差地別，這時分拆成三個類就非常自然：

code:

class football

; class leatherfootball : public football

; class plasticfootball : public football

;

這就回到了「飛機」與「小汽車」無法合二為一的情況了，工廠無法在同一條生產線同時生產真皮球和塑膠球，負責塑膠球的質檢員，最好不要同時也負責真皮球的質檢（當然，當然，我知道資本家可能不這麼想）。當使用者是廠家時，足球

class

就和前面為買賣過程所做的設計大有不同：此時我們希望不同材質的球可以擁有自己的

make

函式，從而可以避免去寫乙個超強的，必然也是超複雜的，無所不能的

make

或qualitytest

函式。

〖危險〗：

不要迷戀「變形金剛」，那只是童年乙個夢…… 每個

c++程式設計師懂得「類」是要設計的……於是乎有些人設計設計再設計，**裡就出現乙個「變形金剛」類。原來他們把所有邏輯全寫到乙個函式或乙個類裡面（變形金剛），然後通過各種開關，各種複雜的邏輯，去區分這個類什麼時候是乙個機械人，什麼時候又是乙隻汽車……

其實，真正的設計，首先是懂得「拆分

」，派生是拆分的方法之一。

當然，也要反覆不管三七二十一，物件稍有區別，就被設計成兩個類，這是一種「過度設計」。但對於初學者，有時候只是懶惰造就了乙個個龐然大物——卻振振有辭：我在設計乙個偉大的變形金剛，請不要拿那種無趣的規則制約我的創造力！

醒醒噢，我們寫的是**，而不是科幻**，請不要把**寫成乙份無人理解的寂寞。

最後提乙個問題：足球的尺寸，通常只需要做為乙個屬性設計，請讀者思考什麼情況下，足球的尺寸也會造成專門設計乙個派生類才更合適？

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