Наследование и утверждения

Следствия красоты базисных идей:

[x]. Связь наследования с утверждениями и Проектированием по Контракту.

[x]. Глобальная структура наследования, где все классы согласованы.

[x]. Замороженные компоненты, для которых не применим принцип Открыт-Закрыт.

[x]. Ограниченная универсальность: как задавать требования на родовые параметры.

[x]. Попытка присваивания: как безопасно приводить к типу.

[x]. Как и когда изменять свойства типа при повторных объявлениях.

[x]. Закрепленные объявления, помогающие избежать лавины переобъявлений.

[x]. Непростые отношения между наследованием и скрытием информации.

Вопросам наследования будут посвящены еще две лекции: обзор проблем типизации представлен в Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки., а подробное обсуждение методологии наследования - в Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки. курса "Основы объектно-ориентированного проектирования".

Большинство разделов этой лекции строится по единому принципу: экзаменуются следствия идей предыдущих двух лекций, обнаруживаются проблемы, они подробно анализируются, предлагается обоснованное решение. Ключевым является шаг анализа - как только проблема становится ясной, зачастую решение ее находится сразу же.

Обладая изрядной мощью, наследование может быть и опасным. Не будь механизма утверждений, создатели классов могли бы весьма "вероломно" пользоваться повторными объявлениями и динамическим связыванием для изменения семантики операций без возможности контроля со стороны клиента. Утверждения способны на большее: они дают нам боле глубокое понимание природы наследования. Не будет преувеличением сказать, что лишь понимание принципов Проектирования по Контракту позволяет в полной мере постичь сущность концепции наследования.

Вкратце мы уже очертили основные правила, управляющие взаимосвязью наследования и утверждений: все утверждения (предусловие и постусловия подпрограмм, инварианты классов), заданные в классах-родителях, остаются в силе и для их потомков. В этом разделе мы уточним эти правила и используем полученные результаты, чтобы дать новый взгляд на наследование как на субподряды (subcontracts).

Инварианты

С правилом об инвариантах класса мы встречались и прежде:

Правило родительских инвариантов

Инварианты всех родителей применимы и к самому классу.

Инварианты родителей добавляются к классу. Инварианты соединяются логической операцией and then. (Если у класса нет явного инварианта, то инвариант True играет эту роль.) По индукции в классе действуют инварианты всех его предков, как прямых, так и косвенных.

Как следствие, выписывать инварианты родителей в инварианте потомка еще раз не нужно (хотя семантически такая избыточность не вредит: a and then a есть то же самое, что a).

Полностью восстановленный инвариант класса можно найти в плоской и краткой плоской форме последнего (см. Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.).