асса имеет
 доступ к частным членам своего базового класса. Тогда само понятие
 частного (закрытого) члена теряет всякий смысл, поскольку для доступа
 к нему достаточно просто определить производный класс. Теперь уже
 будет недостаточно для выяснения, кто использует частные члены класса,
 просмотреть все функции-члены и друзей этого класса. Придется
 просмотреть все исходные файлы программы, найти производные
 классы, затем исследовать каждую функцию этих классов. Далее надо
 снова искать производные классы от уже найденных и т.д. Это, по крайней
 мере, утомительно, а скорее всего нереально. Нужно всюду, где это
 возможно, использовать вместо частных членов защищенные (см. $$6.6.1).
     Как правило, самое надежное решение для производного класса -
 использовать только общие члены своего базового класса:

         void manager::print() const
         {
           employee::print();   // печать данных о служащих

           // печать данных об управляющих
         }

 Отметим, что операция :: необходима, поскольку функция print()
 переопределена в классе manager. Такое повторное использование имен
 типично для С++. Неосторожный программист написал бы:

        void manager::print() const
        {
           print();   // печать данных о служащих

           // печать данных об управляющих
        }

 В результате он получил бы рекурсивную последовательность вызовов
 manager::print().

        6.2.2 Конструкторы и деструкторы

 Для некоторых производных классов нужны конструкторы. Если конструктор
 есть в базовом классе, то именно он и должен вызываться с указанием
 параметров, если таковые у него есть:

        class employee {
          // ...
        public:
          // ...
          employee(char* n, int d);
       };

       class manager : public employee {
          // ...
       public:
          // ...
         manager(char* n, int i, int d);
       };

 Параметры для конструктора базового класса задаются в определении
 конструктора производного класса. В этом смысле базовый класс
 выступает как класс, являющийся членом производного класса:

       manager::manager(char* n, int l, int d)
          : employee(n,d), level(l), group(0)
       {
       }

 Конструктор базового класса employee::employee() может иметь такое
 определение:

       employee::employee(char* n, int d)
           : name(n), department(d)
       {
         next = list;
         list = this;
       }

 Здесь list должен быть описан как статический член employee.
    Объекты классов создаются снизу вверх: вначале базовые, затем
 члены и, наконец, сами производные классы. Уничтожаются они в
 обратном порядке: сначала сами производные классы, затем члены,
 а затем базовые. Члены и базовые создаются в порядке описания их
 в классе, а уничтожаются они в обратном порядке.

        6.2.3 Иерархия классов

 Производный класс сам в свою очередь может быть базовым классом:

        class employee { /* ... */ };
        class manager : public employee { /* ... */ };
        class director : public manager { /* ... */ };

 Такое множество связанных между собой классов обычно называют
 иерархией классов. Обычно она представляется деревом, но бывают
 иерархии с более общей структурой в виде графа:

        class temporary { /* ... */ };
        class secretary : public employee { /* ... */ };

       class tsec
         : public temporary, public secretary { /* ... */ };

       class consultant
         : public temporary, public manager { /* ... */ };


 Видим, что классы в С++ могут образовывать направленный ацикличный
 граф (подробнее об этом говорится в $$6.5.3). Этот граф для
 приведенных классов имеет вид:


        6.2.4 Поля типа

 Чтобы производные классы были не просто удобной формой краткого
 описания, в реализации языка должен быть решен вопрос: к какому из
 производных классов относится объект, на который смотрит указатель base*?
 Существует три основных способа ответа:
   [1] Обеспечить, чтобы указатель мог ссылаться на объекты только
       одного типа ($$6.4.2);
   [2] Поместить в базовый класс поле типа, которое смогут проверять
       функции;
   [3] использовать виртуальные функции ($$6.2.5).
 Указатели на базовые классы обыкновенно используются при проектировании
 контейнерных классов (множество, вектор, список и т.д.). Тогда в
 случае [1] мы получим однородные списки, т.е. списки объектов одного
 типа. Способы [2] и [3] позволяют создавать разнородные списки, т.е.
 списки объектов нескольких различных типов (на самом деле, списки
 указателей на эти объекты). Способ [3] - это специальный надежный в
 смысле типа вариант способа [2]. Особенно интересные и мощные варианты
 дают комбинации способов [1] и [3]; они обсуждаются в главе 8.
    Вначале обсудим простой способ с полем типа, т.е. способ [2].
 Пример с классами manager/employee можно переопределить так:

          struct employee {
             enum empl_type { M, E };
             empl_type type;
             employee* next;
             char*     name;
             short     department;
             // ...
         };

         struct manager : employee {
            employee* group;
            short     level;
            // ...
        };

 Имея эти определения, можно написать функцию, печатающую данные
 о произвольном служащем:

       void print_employee(const employee* e)
       {
          switch (e->type) {
          case E:
            cout << e->name << '\t' << e->department << '\n';
            // ...
            break;
         case M:
           cout << e->name << '\t' << e->department << '\n';
           // ...
           manager* p = (manager*) e;
           cout << "level" << p->level << '\n';
           // ...
           break;
         }
       }

 Напечатать список служащих можно так:

       void f(const employee* elist)
       {
         for (; elist; elist=elist->next) print_employee(elist);
       }

    Это вполне хорошее решение, особенно для небольших программ,
 написанных одним человеком, но оно имеет существенный недостаток:
 транслятор не может проверить, насколько правильно программист
 обращается с типами. В больших программах это приводит к ошибкам
 двух видов. Первый - когда программист забывает проверить поле
 типа. Второй - когда в переключателе указываются не все возможные
 значения поля типа. Этих ошибок достаточно легко избежать в
 процессе написания программы, но совсем нелегко избежать их при
 внесении изменений в нетривиальную программу, а особенно,
 если это большая программа, написанная кем-то другим. Еще
 труднее избежать таких ошибок потому, что функции типа print() часто
 пишутся так, чтобы можно было воспользоваться общностью классов:

             void print(const employee* e)
             {
               cout << e->name << '\t' << e->department << '\n';
               // ...
               if (e->type == M) {
                  manager* p = (manager*) e;
                  cout << "level" << p->level << '\n';
                  // ...
               }
             }

 Операторы if, подобные приведенным в примере, сложно найти в большой
 функции, работающей со многими производными классами. Но даже когда они
 найдены, нелегко понять, что происходит на самом деле. Кроме того, при
 всяком добавлении нового вида служащих требуются изменения во всех
 важных функциях программы, т.е. функциях, проверяющих поле типа. В
 результате приходится править важные части программы, увеличивая тем
 самым время на отладку этих частей.
     Иными словами,  использование  поля типа чревато ошибками и
 трудностями при сопровождении программы. Трудности резко возрастают
 по мере роста программы, ведь использование поля типа противоречит
 принципам модульности и упрятывания данных. Каждая функция,
 работающая с полем типа, должна знать представление и специфику
 реализации всякого класса, являющегося производным для класса,
 содержащего поле типа.

        6.2.5 Виртуальные функции

 С помощью виртуальных функций можно преодолеть трудности, возникающие
 при использовании поля типа. В базовом классе описываются функции,
 которые могут переопределяться в любом производном классе. Транслятор
 и загрузчик обеспечат правильное соответствие между объектами и
 применяемыми к ним функциями:

         class employee {
           char* name;
           short department;
           // ...
           employee* next;
           static employee* list;
         public:
           employee(char* n, int d);
           // ...
           static void print_list();
           virtual void print() const;

        };

 Служебное слово virtual (виртуальная) показывает, что функция print()
 может иметь разные версии в разных производных классах, а выбор нужной
 версии при вызове print() - это задача транслятора.
 Тип функции указывается в базовом классе и не может быть
 переопределен в производном классе. Определение виртуальной функции
 должно даваться для того класса, в котором она была впервые
 описана (если только она не является чисто виртуальной функцией,
 см. $$6.3). Например:

          void employee::print() const
          {
             cout << name << '\t' << department << '\n';
             // ...
          }

 Мы видим, что виртуальную функцию можно использовать, даже если
 нет производных классов от ее класса. В производном же классе
 не обязательно переопределять виртуальную функцию, если она там
 не нужна. При построении производного класса надо определять
 только те функции, которые в нем действительно нужны:

           class manager : public employee {
              employee* group;
              short     level;
              // ...
           public:
              manager(char* n, int d);
              // ...
              void print() const;
           };

 Место функции print_employee() заняли функции-члены print(), и она
 стала не нужна. Список служащих строит конструктор employee ($$6.2.2).
 Напечатать его можно так:

           void employee::print_list()
           {
             for ( employee* p = list; p; p=p->next) p->print();
           }

 Данные о каждом служащем будут печататься в соответствии с типом
 записи о нем. Поэтому программа

          int main()
          {
             employee e("J.Brown",1234);
             manager m("J.Smith",2,1234);
             employee::print_list();
          }

 напечатает

          J.Smith 1234
                  level 2
          J.Brown 1234

 Обратите внимание, что функция печати будет работать даже в том случае,
 если функция employee_list() была написана и оттранслирована еще до того,
 как был задуман конкретный производный класс manager! Очевидно, что для
 правильной работы виртуальной функции нужно в каждом объекте класса
 employee хранить некоторую служебную информацию о типе. Как правило,
 реализации в качестве такой информации используют просто указатель.
 Этот указатель хранится только для объектов класса с виртуальными
 функциями, но не для объектов всех классов, и даже для не для всех
 объектов производных классов. Дополнительная память отводится только
 для классов, в которых описаны виртуальные функции. Заметим, что
 при использовании поля типа, для него все равно нужна дополнительная
 память.
       Если в вызове функции явно указана операция разрешения
 области видимости ::, например, в вызове manager::print(),
 то механизм вызова виртуальной функции не действует. Иначе подобный
 вызов привел бы к бесконечной рекурсии. Уточнение имени функции
 дает еще один положительный эффект: если виртуальная функция
 является подстановкой (в этом нет ничего необычного), то в вызове
 с операцией :: происходит подстановка тела функции. Это
 эффективный способ вызова, который можно применять
 в важных случаях, когда одна виртуальная функция
 обращается к другой с одним и тем же объектом. Пример такого
 случая - вызов функции manager::print(). Поскольку тип объекта
 явно задается в самом вызове manager::print(), нет нужды определять
 его в динамике для функции employee::print(), которая и будет
 вызываться.

        6.3 Абстрактные классы

 Многие классы сходны с классом employee тем, что в них можно дать
 разумное определение виртуальным функциям. Однако, есть и другие
 классы. Некоторые, например, класс shape, представляют
 абстрактное понятие (фигура), для которого нельзя создать объекты.
 Класс shape приобретает смысл только как базовый класс в некотором
 производном классе. Причиной является то, что невозможно дать
 осмысленное определение виртуальных функций класса shape:

            class shape {
               // ...
            public:
               virtual void rotate(int) { error("shape::rotate"); }
               virtual void draw()  { error("shape::draw"): }
               // нельзя ни вращать, ни рисовать абстрактную фигуру
               // ...
            };

 Создание объекта типа shape (абстрактной фигуры) законная, хотя
 совершенно бессмысленная операция:

           shape s;  // бессмыслица: ``фигура вообще''

 Она бессмысленна потому, что любая операция с объектом s приведет
 к ошибке.
      Лучше виртуальные функции класса shape описать как чисто
 виртуальные. Сделать виртуальную функцию чисто виртуальной можно,
 добавив инициализатор = 0:

           class shape {
             // ...
           public:
             virtual void rotate(int) = 0; // чисто виртуальная функция
             virtual void draw() = 0;      // чисто виртуальная функция
           };

 Класс, в котором есть виртуальные функции, называется абстрактным.
 Объекты такого класса создать нельзя:

           shape s;   // ошибка: переменная абстрактного класса shape

 Абстрактный класс можно использовать только в качестве базового
 для другого класса:

           class circle : public shape {
             int radius;
           public:
             void rotate(int) { } // нормально:
                                  // переопределение shape::rotate
             void draw();         // нормально:
                                  // переопределение shape::draw

             circle(point p, int r);
           };

 Если чисто виртуальная функция не определяется в производном
 классе, то она и остается таковой, а значит производный класс тоже
 является абстрактным. При таком подходе можно реализовывать
 классы поэтапно:

           class X {
           public:
             virtual void f() = 0;
             virtual void g() = 0;
           };

           X b;   // ошибка: описание объекта абстрактного класса X

           class Y : public X {
             void f();  // переопределение X::f
           };

           Y b;   // ошибка: описание объекта абстрактного класса Y

           class Z : public Y {
             void g();  // переопределение X::g
           };

           Z c;   // нормально

 Абстрактные классы нужны для задания интерфейса без уточнения
 каких-либо конкретных деталей реализации. Например, в операционной
 системе детали реализации драйвера устройства можно скрыть
 таким абстрактным классом:

           class character_device {
           public:
              virtual int open() = 0;
              virtual int close(const char*) = 0;
              virtual int read(const char*, int) =0;
              virtual int write(const char*, int) = 0;
              virtual int ioctl(int ...) = 0;
              // ...
           };

 Настоящие драйверы будут определяться как производные от класса
 character_device.
      После введения абстрактного класса у нас есть все основные
 средства для того, чтобы написать законченную программу.

        6.4 Пример законченной программы

 Рассмотрим программу рисования геометрических фигур на экране. Она
 естественным образом распадается на три части:
   [1] монитор экрана: набор функций и структур данных низкого уровня
       для работы с экраном; оперирует только такими понятиями, как
       точки, линии;
   [2] библиотека фигур: множество определений фигур общего вида
       (например, прямоугольник, окружность) и стандартные
       функции для работы с ними;
   [3] прикладная программа: конкретные определения фигур, относящихся
       к задаче, и работающие с ними функции.
 Как правило, эти три части программируются разными людьми в разных
 организациях и в разное время, причем они обычно создаются
 в перечисленном порядке. При этом естественно возникают затруднения,
 поскольку, например, у разработчика монитора нет точного представления
 о том, для каких задач в конечном счете он будет использоваться. Наш
 пример будет отражать этот факт. Чтобы пример имел допустимый
 размер, библиотека фигур весьма ограничена, а прикладная
 программа тривиальна. Используется совершенно примитивное
 представление экрана, чтобы даже читатель, на машине
 которого нет графических средств, сумел поработать с этой программой.
 Можно легко заменить монитор экрана на более развитую программу,
 не изменяя при этом библиотеку фигур или прикладную программу.

        6.4.1 Монитор экрана

 Вначале было желание написать монитор экрана на С, чтобы еще больше
 подчеркнуть разделение между уровнями реализации. Но это оказалось
 утомительным, и поэтому выбрано компромиссное решение: стиль
 программирования, принятый в С (нет функций-членов, виртуальных
 функций, пользовательских операций и т.д.), но используются
 конструкторы, параметры функций полностью описываются и проверяются
 и т.д. Этот монитор очень напоминает программу на С, которую
 модифицировали, чтобы воспользоваться возможностями С++, но
 полностью переделывать не стали.
      Экран представлен как двумерный массив символов и управляется
 функциями put_point() и put_line(). В них для связи с экраном
 используется структура point:

         // файл screen.h

         const int XMAX=40;
         const int YMAX=24;

         struct point {
             int x, y;
             point() { }
             point(int a,int b) { x=; y=b; }
         };

         extern void put_point(int a, int b);
         inline void put_point(point p) { put_point(p.x,p.y); }

         extern void put_line(int, int, int, int);
         extern void put_line(point a, point b)
            { put_line(a.x,a.y,b.x,b.y); }

         extern void screen_init();
         extern void screen_destroy();
         extern void screen_refresh();
         extern void screen_clear();

         #include <iostream.h>

    До вызова функций, выдающих изображение на экран (put_...), необходимо
 обратиться к функции инициализации экрана screen_init(). Изменения
 в структуре данных, описывающей экран, станут видимы на нем
 только после вызова функции обновления экрана screen_refresh().
 Читатель может убедиться, что обновление экрана происходит
 просто с помощью копирования новых значений в массив, представляющий
 экран. Приведем функции и определения данных для управления
 экраном:

         #include "screen.h"
         #include <stream.h>

         enum color { black='*', white=' ' };

         char screen[XMAX] [YMAX];

         void screen_init()
         {
           for (int y=0; y<YMAX; y++)
               for (int x=0; x<XMAX; x++)
                   screen[x] [y] = white;
         }

 Функция

         void screen_destroy() { }

 приведена просто для полноты картины. В реальных системах обычно
 нужны подобные функции уничтожения объекта.
      Точки записываются, только если они попадают на экран:

        inline int on_screen(int a, int b)  // проверка попадания
        {
           return 0<=a && a <XMAX && 0<=b && b<YMAX;
        }

        void put_point(int a, int b)
        {
           if (on_screen(a,b)) screen[a] [b] = black;
        }

 Для рисования прямых линий используется функция put_line():

        void put_line(int x0, int y0, int x1, int y1)
        /*
           Нарисовать отрезок прямой (x0,y0) - (x1,y1).
           Уравнение прямой: b(x-x0) + a(y-y0) = 0.
           Минимизируется величина abs(eps),
           где eps = 2*(b(x-x0)) + a(y-y0).
           См. Newman, Sproull
           ``Principles of interactive Computer Graphics''
           McGraw-Hill, New York, 1979. pp. 33-34.
         */
         {
           register int dx = 1;
           int a = x1 - x0;
           if (a < 0) dx = -1, a = -a;

           register int dy = 1;
           int b = y1 - y0;
           if (b < 0) dy = -1, b = -b;

           int two_a = 2*a;
           int two_b = 2*b;
           int xcrit = -b + two_a;
           register int eps = 0;

           for (;;) {
             put_point(x0,y0);
             if (x0==x1 && y0==y1) break;
             if (eps <= xcrit) x0 +=dx, eps +=two_b;
             if (eps>=a || a<b) y0 +=dy, eps -=two_a;
           }
         }

 Имеются функции для очистки и обновления экрана:

       void screen_clear() { screen_init(); }

       void screen_refresh()
       {
        for (int y=YMAX-1; 0<=y; y--) { // с верхней строки до нижней
           for (int x=0; x<XMAX; x++)   // от левого столбца до правого
               cout << screen[x] [y];
           cout << '\n';
        }
      }

 Но нужно понимать, что все эти определения хранятся в некоторой
 библиотеке как результат работы транслятора, и изменить их нельзя.

        6.4.2 Библиотека фигур

 Начнем с определения общего понятия фигуры. Определение должно
 быть таким, чтобы им можно было воспользоваться (как базовым классом
 shape) в разных классах, представляющих все конкретные фигуры
 (окружности, квадраты и т.д.). Оно также должно позволять работать
 со всякой фигурой исключительно с помощью интерфейса, определяемого
 классом shape:

        struct shape {
           static shape* list;
           shape* next;

           shape() { next = list; list = this; }

           virtual point north() const = 0;
           virtual point south() const = 0;
           virtual point east() const = 0;
           virtual point west() const = 0;
           virtual point neast() const = 0;
           virtual point seast() const = 0;
           virtual point nwest() const = 0;
           virtual point swest() const = 0;

           virtual void draw() = 0;
           virtual void move(int, int) = 0;
         };

     Фигуры помещаются на экран функцией draw(), а движутся по нему
 с помощью move(). Фигуры можно помещать относительно друг друга,
 используя понятие точек контакта. Для обозначения точек контакта
 используются названия сторон света в компасе: north - север, ... ,
 neast - северо-восток, ... , swest - юго-запад. Класс каждой
 конкретной фигуры сам определяет смысл этих точек и определяет,
 как рисовать фигуру. Конструктор shape::shape() добавляет
 фигуру к списку фигур shape::list. Для построения этого списка
 используется член next, входящий в каждый объект shape. Поскольку
 нет смысла в объектах типа общей фигуры, класс shape определен как
 абстрактный класс.
        Для задания отрезка прямой нужно указать две точки или точку
 и целое. В последнем случае отрезок будет горизонтальным, а целое
 задает его длину. Знак целого показывает, где должна находиться заданная
 точка относительно конечной точки, т.е. слева или справа от нее:

          class line : public shape {
          /*
            отрезок прямой ["w", "e" ]
            north() определяет точку - `` выше центра отрезка и
            так далеко на север, как самая его северная точка''
          */
            point w, e;
         public:
            point north() const
              { return point((w.x+e.x)/2,e.y<w.y?w.y:e:y); }
            point south() const
              { return point((w.x+e.x)/2,e.y<w.y?e.y:w.y); }
            point east() const;
            point west() const;
            point neast() const;
            point seast() const;
            point nwest() const;
            point swest() const;

            void move(int a, int b)
               { w.x +=a; w.y +=b; e.x +=a; e.y +=b; }
            void draw() { put_line(w,e); }

            line(point a, point b) { w = a; e = b; }
            line(point a, int l) { w = point(a.x+l-1,a.y); e = a; }
         };

 Аналогично определяется прямоугольник:

         class rectangle : public shape {
         /*   nw ------ n ----- ne
              |                  |
              |                  |
              w         c        e
              |                  |
              |                  |
              sw ------ s ----- se
         */
            point sw, ne;
         public:
            point north() const { return point((sw.x+ne.x)/2,ne.y); }
            point south() const { return point((sw.x+ne.x)/2,sw.y); }
            point east() const;
            point west() const;
            point neast() const { return ne; }
            point seast() const;
            point nwest() const;
            point swest() const { return sw; }

            void move(int a, int b)
            { sw.x+=a; sw.y+=b; ne.x+=a; ne.y+=b; }
            void draw();

            rectangle(point,point);
          };

 Прямоугольник строится по двум точкам. Конструктор усложняется, так
 как необходимо выяснять относительное положение этих точек:

          rectangle::rectangle(point a, point b)
          {
            if (a.x <= b.x) {
               if (a.y <= b.y) {
                  sw = a;
                  ne = b;
               }
               else {
                  sw = point(a.x,b.y);
                  ne = point(b.x,a.y);
               }
             }
             else {
               if (a.y <= b.y) {
                  sw = point(b.x,a.y);
                  ne = point(a.x,b.y);
               }
               else {
                  sw = b;
                  ne = a;
               }
             }
           }

 Чтобы нарисовать прямоугольник, надо нарисовать четыре отрезка:

           void rectangle::draw()
           {
             point nw(sw.x,ne.y);
             point se(ne.x,sw.y);
             put_line(nw,ne);
             put_line(ne,se);
             put_line(se,sw);
             put_line(sw,nw);
           }

 В библиотеке фигур есть определения фигур и функции для работы
 с ними:

          void shape_refresh();      // нарисовать все фигуры
          void stack(shape* p, const shape* q); // поместить p над q

 Функция обновления фигур нужна, чтобы работать с нашим примитивным
 представлением экрана; она просто заново рисует все фигуры. Отметим,
 что эта функция не имеет понятия, какие фигуры она рисует:

          void shape_refresh()
          {
            screen_clear();
            for (shape* p = shape::list; p; p=p->next) p->draw();
            screen_refresh();
          }

 Наконец, есть одна действительно сервисная функция, которая рисует
 одну фигуру над другой. Для этого она определяет юг (south()) одной
 фигуры как раз над севером (north()) другой:

          void stack(shape* p, const shape* q) // поместить p над q
          {
            point n = q->north();
            point s = p->south();
            p->move(n.x-s.x,n.y-s.y+1);
          }

     Представим теперь, что эта библиотека является собственностью
 некоторой фирмы, продающей программы, и, что она продает только
 заголовочный файл с определениями фигур и оттранслированные
 определения функций. Все равно вы сможете определить новые фигуры,
 воспользовавшись для этого купленными вами функциями.


        6.4.3 Прикладная программа

 Прикладная программа предельно проста. Определяется новая фигура
 myshape (если ее нарисовать, то она напоминает лицо), а затем
 приводится функция main(), в которой она рисуется со шляпой. Вначале
 дадим описание фигуры myshape:

           #include "shape.h"

           class myshape : public rectangle {
             line* l_eye;   // левый глаз
             line* r_eye;   // правый глаз
             line* mouth;   // рот
           public:
             myshape(point, point);
             void draw();
             void move(int, int);
           };

    Глаза и рот являются отдельными независимыми объектами которые
 создает конструктор класса myshape:

           myshape::myshape(point a, point b) : rectangle(a,b)
           {
             int ll = neast().x-swest().x+1;
             int hh = neast().y-swest().y+1;
             l_eye = new line(
                 point(swest().x+2,swest().y+hh*3/4),2);
             r_eye = new line(
                 point(swest().x+ll-4,swest().y+hh*3/4),2);
             mouth = new line(
                 point(swest().x+2,swest().y+hh/4),ll-4);
           }

 Объекты, представляющие глаза и рот, выдаются функцией shape_refresh()
 по отдельности. В принципе с ними можно работать независимо от
 объекта my_shape, к которому они принадлежат. Это один из способов
 задания черт лица для строящегося иерархически объекта myshape.
 Как это можно сделать иначе, видно из задания носа. Никакой тип "нос"
 не определяется, он просто дорисовывается в функции draw():

           void myshape::draw()
           {
             rectangle::draw();
             int a = (swest().x+neast().x)/2;
             int b = (swest().y+neast().y)/2;
             put_point(point(a,b));
           }

 Движение фигуры myshape сводится к движению объекта базового класса
 rectangle и к движению вторичных объектов (l_eye, r_eye и mouth):

           void myshape::move(int a, int b)
           {
             rectangle::move(a,b);
             l_eye->move(a,b);
             r_eye->move(a,b);
             mouth->move(a,b);
           }

 Наконец, определим несколько фигур и будем их двигать:

           int main()
           {
             screen_init();
             shape* p1 = new rectangle(point(0,0),point(10,10));
             shape* p2 = new line(point(0,15),17);
             shape* p3 = new myshape(point(15,10),point(27,18));
             shape_refresh();
             p3->move(-10,-10);
             stack(p2,p3);
             stack(p1,p2);
             shape_refresh();
             screen_destroy();
             return 0;
           }

    Вновь обратим внимание на то, что функции, подобные shape_refresh()
 и stack(), работают с объектами, типы которых были определены
 заведомо после определения этих функций (и, вероятно, после
 их трансляции).
   Вот получившееся лицо со шляпой:

           ***********
           *         *
           *         *
           *         *
           *         *
           *         *
           *         *
           *         *
           ***********
        *****************
           ***********
           *         *
           * **   ** *
           *         *
           *    *    *
           *         *
           * ******* *
           *         *
           ***********

 Для упрощения примера копирование и удаление фигур не обсуждалось.

        6.5 Множественное наследование

 В $$1.5.3 и $$6.2.3 уже говорилось, что у класса может быть несколько
 прямых базовых классов. Это значит, что в описании класса после :
 может быть указано более одного класса. Рассмотрим задачу моделирования,
 в которой параллельные действия представлены стандартной библиотекой
 классов task, а сбор и выдачу информации обеспечивает библиотечный
 класс displayed. Тогда класс моделируемых объектов (назовем его
 satellite) можно определить так:

          class satellite : public task, public displayed {
             // ...
          };

 Такое определение обычно называется множественным наследованием.
 Обратно, существование только одного прямого базового класса называется
 единственным наследованием.
     Ко всем определенным в классе satellite операциям добавляется
 объединение операций классов task и displayed:

         void f(satellite& s)
         {
           s.draw();    // displayed::draw()
           s.delay(10); // task::delay()
           s.xmit();    // satellite::xmit()
         }

 С другой стороны, объект типа satellite можно передавать функциям с
 параметром типа task или displayed:

         void highlight(displayed*);
         void suspend(task*);

         void g(satellite* p)
         {
           highlight(p);   // highlight((displayed*)p)
           suspend(p);     // suspend((task*)p);
         }

 Очевидно, реализация этой возможности требует некоторого (простого)
 трюка от транслятора: нужно функциям с параметрами task и
 displayed передать разные части объекта типа satellite.
     Для виртуальных функций, естественно, вызов и так выполнится
 правильно:

         class task {
            // ...
            virtual pending() = 0;
         };

         class displayed {
            // ...
            virtual void draw() = 0;
         };

         class satellite : public task, public displayed {
            // ...
            void pending();
            void draw();
         };

 Здесь функции satellite::draw() и satellite::pending() для объекта
 типа satellite будут вызываться так же, как если бы он был объектом типа
 displayed или task, соответственно.
    Отметим, что ориентация только на единственное наследование
 ограничивает возможности реализации классов displayed, task и
 satellite. В таком случае класс satellite мог бы быть task или
 displayed, но не то и другое вместе (если, конечно, task не является
 производным от displayed или наоборот). В любом случае теряется
 гибкость.

        6.5.1 Множественное вхождение базового класса

 Возможность иметь более одного базового класса влечет за собой
 возможность неоднократного вхождения класса как базового. Допустим,
 классы task и displayed являются производными класса link, тогда
 в satellite он будет входить дважды:

          class task : public link {
             // link используется для связывания всех
             // задач в список (список диспетчера)

             // ...
          };

          class displayed : public link {
             // link используется для связывания всех
             // изображаемых объектов (список изображений)

             // ...
          };

 Но проблем не возникает. Два различных объекта link используются
 для различных списков, и эти списки не конфликтуют друг с другом.
 Конечно, без риска неоднозначности нельзя обращаться к членам класса
 link, но как это сделать корректно, показано в следующем разделе.
 Графически объект satellite можно представить так:

 Но можно привести примеры, когда общий базовый класс не должен
 представляться двумя различными объектами (см. $$6.5.3).

        6.5.2 Разрешение неоднозначности

 Естественно, у двух базовых классов могут быть функции-члены
 с одинаковыми именами:

          class task {
             // ...
             virtual debug_info* get_debug();
          };

          class displayed {
             // ...
             virtual debug_info* get_debug();
          };

 При использовании класса satellite подобная неоднозначность функций
 должна быть разрешена:

          void f(satellite* sp)
          {
           debug_info* dip = sp->get_debug(); //ошибка: неоднозначность
           dip = sp->task::get_debug();       // нормально
           dip = sp->displayed::get_debug();  // нормально
          }

 Однако, явное разрешение неоднозначности хлопотно, поэтому
 для ее устранения лучше всего определить новую функцию в
 производном классе:

          class satellite : public task, public derived {
             // ...
             debug_info* get_debug()
             {
               debug_info* dip1 = task:get_debug();
               debug_info* dip2 = displayed::get_debug();
               return dip1->merge(dip2);
             }
          };

 Тем самым локализуется информация из базовых для satellite классов.
 Поскольку satellite::get_debug() является переопределением функций
 get_debug() из обоих базовых классов, гарантируется, что именно она
 будет вызываться при всяком обращении к get_debug() для объекта
 типа satellite.
     Транслятор выявляет коллизии имен, возникающие при определении
 одного и того же имени в более, чем одном базовом классе. Поэтому
 программисту не надо указывать какое именно имя используется, кроме
 случая, когда его использование действительно неоднозначно. Как правило
 использование базовых классов не приводит к коллизии имен. В большинстве
 случаев, даже если имена совпадают, коллизия не возникает, поскольку
 имена не используются непосредственно для объектов производного класса.
     Аналогичная проблема, когда в двух классах есть функции с одним
 именем, но разным назначением, обсуждается в $$13.8 на примере
 функции draw() для классов Window и Cowboy.
     Если неоднозначности не возникает, излишне указывать имя
 базового класса при явном обращении к его члену. В частности, если
 множественное наследование не используется, вполне достаточно
 использовать обозначение типа "где-то в базовом классе". Это
 позволяет программисту не запоминать имя прямого базового класса и
 спасает его от ошибок (впрочем, редких), возникающих при перестройке
 иерархии классов. Например, в функции из $$6.2.5

         void manager::print()
         {
           employee::print();
           // ...
         }

 предполагается, что employee - прямой базовый класс для manager.
 Результат этой функции не изменится, если employee окажется косвенным
 базовым классом для manager, а в прямом базовом классе функции
 print() нет. Однако, кто-то мог бы следующим образом перестроить
 классы:

         class employee {
           // ...
           virtual void print();
         };

         class foreman : public employee {
           // ...
           void print();
         };

         class manager : public foreman {
           // ...
           void print();
         };

 Теперь функция foreman::print() не будет вызываться, хотя почти
 наверняка предполагался вызов именно этой функции. С помощью
 небольшой хитрости можно преодолеть эту трудность:

         class foreman : public employee {
           typedef employee inherited;
           // ...
           void print();
         };

         class manager : public foreman {
           typedef foreman inherited;
           // ...
           void print();
         };

         void manager::print()
         {
           inherited::print();
           // ...
         }

 Правила областей видимости, в частности те, которые относятся к
 вложенным типам, гарантируют, что возникшие несколько типов
 inherited не будут конфликтовать друг с другом. В общем-то дело
 вкуса, считать решение с типом inherited наглядным или нет.

        6.5.3 Виртуальные базовые классы

 В предыдущих разделах множественное наследование рассматривалось
 как существенный фактор, позволяющий за счет слияния классов
 безболезненно интегрировать независимо создававшиеся программы.
 Это самое основное применение множественного наследования, и,
 к счастью (но не случайно), это самый простой и надежный способ
 его применения.
    Иногда применение множественного наследования предполагает
 достаточно тесную связь между классами, которые рассматриваются
 как "братские" базовые классы. Такие классы-братья обычно должны
 проектироваться совместно. В большинстве случаев для этого не
 требуется особый стиль программирования, существенно отличающийся
 от того, который мы только что рассматривали. Просто на производный
 класс возлагается некоторая дополнительная работа. Обычно она
 сводится к переопределению одной или нескольких виртуальных
 функций (см. $$13.2 и $$8.7). В некоторых случаях классы-братья
 должны иметь общую информацию. Поскольку С++ - язык со строгим контролем
 типов, общность информации возможна только при явном указании того,
 что является общим в этих классах. Способом такого указания может
 служить виртуальный базовый класс.
     Виртуальный базовый класс можно использовать для представления
 "головного" класса, который может конкретизироваться разными
 способами:

         class window {
           // головная информация
           virtual void draw();
         };

 Для простоты рассмотрим только один вид общей информации из класса
 window - функцию draw(). Можно определять разные более развитые
 классы, представляющие окна (window). В каждом определяется своя
 (более развитая) функция рисования (draw):

          class window_w_border : public virtual window {
             // класс "окно с рамкой"
             // определения, связанные с рамкой
             void draw();
          };

          class window_w_menu : public virtual window {
             // класс "окно с меню"
             // определения, связанные с меню
             void draw();
          };

 Теперь хотелось бы определить окно с рамкой и меню:

          class window_w_border_and_menu
                : public virtual window,
                public window_w_border,
                public window_w_menu {
                // класс "окно с рамкой и меню"
                void draw();
          };

 Каждый производный класс добавляет новые свойства окна. Чтобы
 воспользоваться комбинацией всех этих свойств, мы должны
 гарантировать, что один и тот же объект класса window используется
 для представления вхождений базового класса window в эти
 производные классы. Именно э