多重継承

先ほど「速度のある点」MovingPointを定義したが，同じように 全体が等速運動する線MovingLineを定義してみよう．MovingPoint と同じように，MovingLineはLineの派生クラスにするのが自然だ．

class MovingLine : public Line {
  private:
    vector2D velocity;
  public:
    ....
    void move() {
        move_to(p1.x+velocity.x, p1.y+verocity.y);
    }
};

この定義をよく見ると，MovingPointの定義とほとんど同じ だ． こうなってしまうのは，図形の形（点，線，etc）と，それがどう動くか という性質が独立だからだ．そこで，こんな風にすると，よりシンプルな 記述ができるようになる．

class GraphicObject {
    ....
    virtual void move_to(int,int) = 0;  // 絶対移動
    virtual void move_rel(int,int) = 0; // 相対移動
};

class Point : public GraphicObject {
    ....
    void move_to(int,int);
    void move_rel(int,int);
    ....
};

class Line : public GraphicObject {
    ....
    void move_to(int,int);
    void move_rel(int,int);
    ....
}

class MovingObject {
  protected:
    vector2D velocity;
  public:
    ....
    virtual void move_rel(int,int) = 0;
    void move() {
        move_rel(velocity.x, verocity.y);
    }
};

class MovingPoint: public Point, public MovingObject {
  public:
    void move_rel(int x, int y) { Point::move_rel(x,y); }
    ....
};

class MovingLine: public Line, public MovingObject {
  public:
    void move_rel(int x, int y) { Point::move_rel(x,y); }
    ....
};

この例では，「速度のある物体」を表す抽象クラス MovingObjectを定義して， これとPointの両方を継承したものをMovingPointとし， MovingObjectとLineを継承したものがMovingLine というふうにしている．図形の形と，その運動の性質を別々なクラス として実現しているわけだ．このときのクラスの継承関係は， こんな感じになる．

この例でちょっと気になるのが，相対移動をする関数move_rel() の扱いだ．MovingPoint::move_rel()を見てみると， Point::move_rel()をそのまま利用している．しかし， 派生クラスでは基底クラスのメンバ関数がそのまま使えるのでは なかったのか？

こんなことをしている理由は，MovingObjectの中で move_rel()を純粋仮想関数として定義しているためだ． 純粋仮想関数は，それを定義しているクラスの派生クラスの中で 定義しないと，未定義とみなされてしまうのだ．実際のmove_rel() が定義されているのはPointやLineの中であり， これらはMovingObjectの派生クラスではないので， そのままではmove_rel()が未定義になってしまう．そこで， MovingPointの中でmove_rel()を再定義していると いうわけだ．

しかし，毎回これではちょっと賢さがいまいちな気がする．C++では， こんな場合の書き方もちゃんと存在する．

class GraphicObject {
    ....
    virtual void move_to(int,int) = 0;  // 絶対移動
    virtual void move_rel(int,int) = 0; // 相対移動
};

class Point : public virtual GraphicObject {
    ....
    void move_to(int,int);
    void move_rel(int,int);
    ....
};

class Line : public virtual GraphicObject {
    ....
    void move_to(int,int);
    void move_rel(int,int);
    ....
}

class MovingObject : public virtual GraphicObject {
  protected:
    vector2D velocity;
  public:
    ....
    void move() {
        move_rel(velocity.x, verocity.y);
    }
};

class MovingPoint: public Point, public MovingObject {
    ....
};

class MovingLine: public Line, public MovingObject {
    ....
};

Point, Line, MovingObjectをGraphicObjectの 派生クラスとして定義しているが，このときにpublic virtual という宣言をしているところがミソだ．基底クラスの宣言にvirtual をつけることで，継承関係を こんな形にすることができる．

こうすると，MovingPointやMovingLineで move_rel()を再定義しなくても，Point::move_rel() の定義を使ってちゃんと動いてくれる． ちなみにvirtualをつけないで継承すると，こういう継承関係になる．

あんまり違わない気がするが，virtualでない継承関係の場合， MovingObjectの基底のGraphicObjectで定義された 純粋仮想関数が，GraphicObject→MovingObject→MovingPoint の継承関係の中で定義されていないので，エラーになってしまう． virtualをつけた方だと，それらの純粋仮想観数はPoint の中で定義されているので，エラーにならない．

継承をvirtualにするかどうかは，そのクラスが後で多重継承に使われる かどうかを考えて決めなくてはならない．これはC++のいやらしい点の一つ である．