Урок 14: ООП. Наследование в Kotlin. open/super class, override

Суперкласс

Наследование — один из принципов ООП. Суть: можно создать основной класс с базовыми свойствами и методами, а от него отнаследовать более специализированные подклассы, которые переиспользуют общую функциональность и добавляют свою.

Представим приложение для классификации вымышленных космических кораблей. У всех кораблей есть общие свойства: название, скорость, признак беспилотного корабля. И общие методы: переход в варп-режим и запуск диагностики. Корабли подразделяются на типы: разведчик (Scout) и индустриальный (Industrial). Без наследования базовые свойства и методы пришлось бы дублировать в каждом типе.

Классы наследники

Наследование позволяет создать один базовый класс-родитель (суперкласс) с общими данными, а затем дочерние классы, которые наследуют его функциональность, расширяют и модифицируют её. Это исключает дублирование кода и поддерживает порядок в проекте.

Распределим классы по отдельным файлам в пакете текущего урока.

Создание базового класса — родителя

Создаём базовый класс Spaceship с общими полями и методами. Поле unmanned получает значение false по умолчанию — большинство кораблей пилотируемые.

class Spaceship(
    val name: String,
    val speed: Int,
    val unmanned: Boolean = false,
) {

    fun switchToWarpMode() {
        println("Переход в варп-режим")
    }

    fun runSystemDiagnostics() {
        println("Запущена диагностика системы корабля")
    }

}

При инициализации экземпляра свойство unmanned не обязательно — объект хранит false по умолчанию.

fun main() {

    val ship1 = Spaceship("ship1", 500)
    ship1.runSystemDiagnostics()
    ship1.switchToWarpMode()

}

Создание классов — наследников

Создадим классы Scout и Industrial. Чтобы от класса можно было наследоваться, родитель должен быть помечен ключевым словом open — это явное разрешение на расширение.

open class Spaceship(
    val name: String,
    val speed: Int,
    val unmanned: Boolean = false,
) {

В классе-наследнике после двоеточия указывается родительский класс. Если у родителя непустой первичный конструктор с объявленными свойствами, его необходимо вызвать. Свойства передаются без val/var, так как они уже объявлены в суперклассе. Поле unmanned не пишем — оно передастся со значением по умолчанию.

class Scout(
    name: String,
    speed: Int,
) : Spaceship(name, speed) {

}

Для Industrial устанавливаем unmanned = true прямо при вызове родительского конструктора — все индустриальные корабли беспилотные.

class Industrial(
    name: String,
    speed: Int,
) : Spaceship(name, speed, unmanned = true) {

}

В Kotlin можно наследоваться только от одного класса, но от множества интерфейсов (о них позже).

Наследование методов суперкласса

После создания подклассов можно создавать их экземпляры и вызывать методы суперкласса — они доступны автоматически, без повторного объявления.

fun main() { 

    val ship1 = Spaceship("ship1", 500)
    ship1.runSystemDiagnostics()
    ship1.switchToWarpMode()
    println()

    val scout1 = Scout("scout1", 750)
    scout1.runSystemDiagnostics()
    scout1.switchToWarpMode()
    println(scout1.unmanned)
    println()

    val industrial1 = Scout("industrial1", 250)
    industrial1.runSystemDiagnostics()
    industrial1.switchToWarpMode()
    println(industrial1.unmanned)

}

Абстрактный класс

Если экземпляр базового класса не имеет смысла создавать — он служит только шаблоном — его объявляют абстрактным, заменяя open на abstract. Попытка создать экземпляр такого класса вызовет ошибку компиляции.

Подробнее об абстрактных классах и интерфейсах — в следующем уроке.

Расширим подклассы специализированными полями и методами. Для Scout добавим radarRange и afterburnerSpeed, а также методы handleDataFromRadar() и runAfterburner(). Для Industrial — numberOfMiners и метод launchScanningDrones(). Новые поля объявляются с val, так как они уникальны для каждого подкласса.

class Scout(
    name: String,
    speed: Int,
    val radarRange: Int,
    val afterburnerSpeed: Int,
) : Spaceship(name, speed) {

    fun handleDataFromRadar() {
        println("$name: Обработка данных с радара")
    }

    fun runAfterburner() {
        println("$name: Форсаж запущен")
    }

}

class Industrial(
    name: String,
    speed: Int,
    val numberOfMiners: Int,
) : Spaceship(name, speed, unmanned = true) {

    fun launchScanningDrones() {
        println("$name: Сканирующие дроны запущены")
    }

}

fun main() {

    val ship1 = Spaceship("ship1", 500)
    ship1.runSystemDiagnostics()
    ship1.switchToWarpMode()
    println()

    val scout1 = Scout("scout1", 750, 100, 1000)
    scout1.runSystemDiagnostics()
    scout1.switchToWarpMode()
    scout1.runAfterburner()
    scout1.handleDataFromRadar()
    println(scout1.unmanned)
    println()

    val industrial1 = Industrial("industrial1", 250, 8)
    industrial1.runSystemDiagnostics()
    industrial1.switchToWarpMode()
    industrial1.launchScanningDrones()
    println(industrial1.unmanned)

}

Переопределение методов

Переопределение позволяет изменить поведение метода суперкласса в подклассе. Например, runSystemDiagnostics() у Industrial должен запускать диагностику дронов и майнеров вместо общей системной.

Для переопределения:

• у метода в суперклассе добавляем open;
• в подклассе объявляем метод с тем же именем и ключевым словом override.

class Industrial(
    name: String,
    speed: Int,
    val numberOfMiners: Int,
) : Spaceship(name, speed, unmanned = true) {

    fun launchScanningDrones() {
        println("$name: Сканирующие дроны запущены")
    }

    override fun runSystemDiagnostics() {
        println("$name: Запущена диагностика дронов и майнеров")
    }

}

Обращение к методам класса-родителя

Ключевое слово super позволяет обратиться к методам и свойствам суперкласса из переопределённого метода. Это удобно, когда нужно сначала выполнить базовую логику родителя, а затем добавить специализированную.

class Industrial(
    name: String,
    speed: Int,
    val numberOfMiners: Int,
) : Spaceship(name, speed, unmanned = true) {

    fun launchScanningDrones() {
        println("$name: Сканирующие дроны запущены")
    }

    override fun runSystemDiagnostics() {
        super.runSystemDiagnostics()
        println("$name: Запущена диагностика дронов и майнеров")
    }

}

При вызове runSystemDiagnostics() для объекта Industrial сначала выполнится общая диагностика из суперкласса, затем — специализированная из подкласса.