Κληρονομικότητα

Βασικό χαρακτηριστικό του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού είναι η δυνατότητα να παράγουμε νέες κλάσεις με βάση υφιστάμενες, εξειδικεύοντας και επεκτείνοντας τα χαρακτηριστικά τους. Η διαδικασία επέκτασης των υφιστάμενων κλάσεων σε νέες ειδικότερες κλάσεις ονομάζεται κληρονομικότητα.

Κάθε κλάση που κληρονομεί από μία άλλη κλάση ονομάζεται υποκλάση (subclass) της γονικής κλάσης από την οποία κληρονομεί. Αντίστοιχα, η γονική κλάση ονομάζεται υπερκλάση (superclass) της κληρονομούμενης κλάσης.

Όπως φαίνεται και στο παραπάνω σχήμα μία κλάση (subclass) μπορεί να κληρονομεί ΜΟΝΟ ΜΙΑ άλλη κλάση. Αντίστροφα μία κλάση (superclass) μπορεί να κληρονομείται από πολλές διαφορετικές κλάσεις. Παρακάτω δίνουμε ένα παράδειγμα κληρονομικότητας ως συνέχεια των προηγούμενων ενοτήτων. Ορίζουμε την κλάση BasicRectangle η οποία αποτελεί το απλό ορθογώνιο παραλληλόγραμμο που γνωρίσαμε στην αρχή και την κλάση Rectangle που αποτελεί εξειδίκευση της κλάσης BasicRectangle ορίζοντας επιπλέον το πεδίο origin.

BasicRectangle.java

public class BasicRectangle {
 
  int width;
  int height;
 
  public BasicRectangle(int initWidth, int initHeight) {
    width = initWidth;
    height = initHeight;
  }
 
  public void setWidth(int newWidth ) {
    width = newWidth;
  }
 
  public void setHeight(int newHeight ) {
    height = newHeight;
  }
 
  public int getWidth() {
    return width;
  }
 
  public int getHeight() {
    return height;
  }
 
  public String toString() {
    return "width: "+width+", height: "+height;
  }
}

Point.java

class Point {
  int x;   // x coordinate
  int y;   // y coordinate
 
  public Point(int xPos, int yPos) {
    x = xPos;
    y = yPos;
  }
 
  int getX() {
    return x;
  }
 
  void setX(int xPos) {
    x = xPos;
  }
 
  int getY() {
    return y;
  }
 
  void setY(int yPos) {
    y = yPos;
  }
 
  public String toString() {
    return "("+x+","+y+")";
  }
}

Rectangle.java

public class Rectangle extends BasicRectangle {
 
  Point origin;
 
  public Rectangle(int initWidth, int initHeight, Point initOrigin) {
    super(initWidth, initHeight);
    origin = initOrigin;
  }
 
  public Rectangle(int initWidth, int initHeight, int originX, int originY) {
    super(initWidth, initHeight);
    origin = new Point(originX,originY);
  }
 
  public void setOrigin(Point newOrigin) {
    origin = newOrigin;
  }
 
  public Point getOrigin() {
    return origin;
  }
 
  int area() {
    return width * height;
  }
 
  // Move rectangle origin by dx,dy
  public void moveOrigin(int dx, int dy) {
    origin.setX( origin.getX() + dx );
    origin.setY( origin.getY() + dy );
  }
 
  public String toString() {
    String str = origin.toString() + " ";
    str = str + super.toString();
    return str;
  }
}

Μία κλάση η οποία κληρονομεί μία άλλη κλάση έχει πρόσβαση στα μέλη (πεδία και μεθόδους) της κλάσης αυτής ως εξής:

• Έχει πρόσβαση στα public και protected μέλη της γονικής κλάσης
• Έχει πρόσβαση στα package private μέλη (δηλ. τα μέλη χωρίς προσδιοριστή πρόσβασης) μόνο αν βρίσκεται στο ίδιο πακέτο με την γονική κλάση.
• Δεν έχει πρόσβαση στα private μέλη της κλάσης.

Αν υπάρχουν public μέθοδοι οι οποίες επιτρέπουν την πρόσβαση σε private πεδία, τότε αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον ορισμό ή για την λήψη της τιμής τους.

• Να χρησιμοποιήσουμε τα πεδία της γονικής κλάσης στα οποία έχουμε πρόσβαση (public, protected, package-private στο ίδιο package).
• Να ορίσουμε νέα πεδία.
• Να χρησιμοποιήσουμε τις μεθόδους της γονικής κλάσης στις οποίες έχουμε πρόσβαση (public, protected, package-private στο ίδιο package).
• Μπορούμε να γράψουμε νέες στατικές ή μη στατικές μεθόδους για τη υποκλάση.
• Μπορούμε να γράψουμε νέες μεθόδους που έχουν το ίδιο signature (ίδιο όνομα, ίδιο αριθμό και ίδιο τύπο ορισμάτων), ώστε να επαναορίσουμε (override) τις μεθόδους αυτές στην υποκλάση. Η πρακτική αυτή είναι συνήθης.
• Μπορούμε να γράψουμε νέες στατικές (static) μεθόδους που έχουν το ίδιο signature, ώστε να επαναορίσουμε (override) τις μεθόδους αυτές στην υποκλάση. Επαναορίζοντας στατικές μεθόδους, κρύβουμε τις αντίστοιχες μεθόδους της γονικής κλάσης.
• Μπορούμε να γράψουμε κατασκευαστές της υποκλάσης που χρησιμοποιούν κατασκευαστές της γονικής κλάσης.

• Να ορίσουμε νέα πεδία που να έχουν ίδιο όνομα με πεδία της γονικής κλάσης. Σε αυτή την περίπτωση “κρύβουμε” τα πεδία της γονικής κλάσης. Η συγκεκριμένη πρακτική δεν συνίσταται και παραπέμπει σε λανθασμένη σχεδίαση κώδικα.