第8章　继承

在本章将学到使面向对象编程如此强大的一个重要原理。通过继承这个概念，将学会如何使用现有的类定义并使其适于自己的应用程序。

8.1　一切从根类开始

在第3章“类、对象和方法”中学过父类的概念。父类自身也可以有父类。没有父类的类位于类层次结构的最顶层，称为根（root）类。在Objective-C中，允许定义自己的根类，但通常你不想这么做，而是想要利用现有的类。至此我们所定义的类都属于名为NSObject的根类的派生类，这个根类通常如下在接口文件中指定：

@interface Fraction：NSObject

……

@end

类Fraction就是从类NSObject派生来的。因为NSObject是层次结构的最顶端（也就是，它上面没有任何类），因此称它为根类，如图8-1所示。类Fraction称为子或者子类（subclass）。

图　8-1　根类和子类

从术语的角度而言，可以将一个类称做子类和父类。相似地，还可以将类称作子类和超类。你应该熟悉这两种术语。

只要定义一个新类（不是一个新的根类），该类都会继承一些属性。例如，很明显父类的所有实例变量和方法都成为新类定义的一部分。这意味着子类可以直接访问这些方法和实例变量，就像直接在类定义中定义了这些子类一样。

举一个简单的例子，虽然不太自然，但有助于解释继承这个关键概念。

下面是一个名为ClassA的对象的声明，它有一个方法initVar：

@interface ClassA：NSObject

{

int x；

}

-（void）initVar；

@end

initVar方法简单地把100赋值给ClassA的实例变量：

@implementation ClassA

-（void）initVar

{

x=100；

}

@end

现在，再定义一个名为ClassB的类：

@interface ClassB：ClassA

-（void）printVar；

@end

声明的第一行

@interface ClassB：ClassA

说明ClassB并非NSObject的子类，而是ClassA的子类。所以，尽管ClassA的父类（或超类）是NSObject，但是ClassB的父类却是ClassA，如图8-2所示。

图　8-2　子类及超类

如图8-2所示，根类没有超类，而ClasssB，它位于继承的最底部，没有子类。因此，ClassA是NSObject的子类，而ClassB是ClassA的子类，也是NSObject的子类（从学术上讲，它是子类的子类或者孙类）。同样，NSObject是ClassA的超类，也是ClassB的超类。因为ClassB位于NSObject层次结构的下方，所以NSObject也是ClassB的超类。

下面是ClassB的完整声明，ClassB定义了一个名为printVar的方法：

@interface ClassB：ClassA

-（void）printVar；

@end

@implementation ClassB

-（void）printVar

{

NSLog（@“x=%i”，x）；

}

@end

虽然在ClassB中没有定义任何实例变量，但可以通过printVar方法输出实例变量x的值。这是由于ClassB是ClassA的子类，因此它继承ClassA的所有实例变量（在这个例子中，实例变量只有一个）。如图8-3中所示。

图　8-3　继承实例变量和方法

（当然，图8-3并没有显示从NSObject类所继承的任何方法或实例变量，虽然NSObject有几个方法及实例变量。）

通过把它集中在一个完整的程序例子中，看看它的工作方式。为了简洁起见，将所有类声名和定义放在单个文件中（参见代码清单8-1）。

代码清单8-1

//Simple example to illustrate inheritance

import＜Foundation/Foundation.h＞

//ClassA declaration and definition

@interface ClassA：NSObject

{

int x；

}

-（void）initVar；

@end

@implementation ClassA

-（void）initVar

{

x=100；

}

@end

//Class B declaration and definition

@interface ClassB：ClassA

-（void）printVar；

@end

@implementation ClassB

-（void）printVar

{

NSLog（@“x=%i”，x）；

}

@end

int main（int argc, char*argv[]）

{

NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；

ClassB*b=[[ClassB alloc]init]；

[b initVar]；//will use inherited method

[b printVar]；//reveal value of x；

[b release]；

[pool drain]；

return 0；

}

代码清单8-1输出结果

x=100

首先，定义b为一个ClassB对象。在分配空间并初始化b后，发送一条消息，向它应用initvar方法。但是回过头来看看ClassB的定义，就会发现从未定义过这样的方法。事实上，initVar定义在ClassA中，由于ClassA是ClassB的父类，所以ClassB可以使用ClassA的所有方法。对于ClassB而言，initVar是继承来的方法。

注意这里只简短地提到，但是alloc和init是你用过的从未在类中定义过的方法。这是因为你利用了它们都是继承方法的事实。

向b发送initVar消息之后，调用printVar方法显示实例变量x的值。输出结果x=100证实printVar能够访问这个实例变量。这是因为和initVar方法一样，这个变量也是继承的。

记住，继承的概念作用于整个继承链。因此，如果如下所示定义一个父类是ClassB的新类ClassC：

@interface ClassC：ClassB；

……

@end

那么ClassC将继承ClassB的所有方法和实例变量，同时也依次继承ClassA的所有方法和实例变量，它依次集成NS Object的所有方法和实例变量。

一定要理解以下的事实：类的每个实例都拥有自己的实例变量，即使这些实例变量是继承来的。因此，对象ClassC与对象ClassB具有完全不同的实例变量。

找出正确的方法

向对象发送消息时，你可能想知道如何选择正确的方法来应用到该对象。规则其实很简单。首先，检查该对象所属的类，以查看在该类中是否明确定义了一个具有指定名称的方法。如果有，就使用这个方法。如果这里没有定义，就检查它的父类。如果父类中有定义，就用这个方法。否则，将继续寻找。

直到发现下面两种情况中的一种，才会检查父类：发现包含指定的方法的类，或者一直搜索到根类也没有发现任何方法。如果是第一种情况，就会停止查找；如果是第二种情况，说明存在问题，就会生成类似下面的警告消息：

warning：‘ClassB’may not respond to‘-inity’

在这个例子中，你无意中向类ClassB传递了一条名为inity的消息。编译器告知你：该类型的类不能响应这种方法。同样，这是在检查ClassB的方法及直到根类（在此例中，根类为NSObject）的父类的方法之后确定的。

在某些情况下，如果没有发现该方法不会生成消息。这涉及所谓的传递的概念，这将在第9章“多态、动态类型和动态绑定”中简要地讨论。