Что понимается под наследованием типов
Наследование (программирование)
Насле́дование — механизм объектно-ориентированного программирования (наряду с инкапсуляцией, полиморфизмом и абстракцией), позволяющий описать новый класс на основе уже существующего (родительского), при этом свойства и функциональность родительского класса заимствуются новым классом.
Другими словами, класс-наследник реализует спецификацию уже существующего класса (базовый класс). Это позволяет обращаться с объектами класса-наследника точно так же, как с объектами базового класса.
Содержание
Типы наследования
Простое наследование
Класс, от которого произошло наследование, называется базовым или родительским (англ. base class ). Классы, которые произошли от базового, называются потомками, наследниками или производными классами (англ. derived class ).
В некоторых языках используются абстрактные классы. Абстрактный класс — это класс, содержащий хотя бы один абстрактный метод, он описан в программе, имеет поля, методы и не может использоваться для непосредственного создания объекта. То есть от абстрактного класса можно только наследовать. Объекты создаются только на основе производных классов, наследованных от абстрактного. Например, абстрактным классом может быть базовый класс «сотрудник вуза», от которого наследуются классы «аспирант», «профессор» и т. д. Так как производные классы имеют общие поля и функции (например, поле «год рождения»), то эти члены класса могут быть описаны в базовом классе. В программе создаются объекты на основе классов «аспирант», «профессор», но нет смысла создавать объект на основе класса «сотрудник вуза».
Множественное наследование
При множественном наследовании у класса может быть более одного предка. В этом случае класс наследует методы всех предков. Достоинства такого подхода в большей гибкости. Множественное наследование реализовано в C++. Из других языков, предоставляющих эту возможность, можно отметить Python и Эйфель. Множественное наследование поддерживается в языке UML.
Множественное наследование — потенциальный источник ошибок, которые могут возникнуть из-за наличия одинаковых имен методов в предках. В языках, которые позиционируются как наследники C++ (Java, C# и др.), от множественного наследования было решено отказаться в пользу интерфейсов. Практически всегда можно обойтись без использования данного механизма. Однако, если такая необходимость все-таки возникла, то, для разрешения конфликтов использования наследованных методов с одинаковыми именами, возможно, например, применить операцию расширения видимости — «::» — для вызова конкретного метода конкретного родителя.
Попытка решения проблемы наличия одинаковых имен методов в предках была предпринята в языке Эйфель, в котором при описании нового класса необходимо явно указывать импортируемые члены каждого из наследуемых классов и их именование в дочернем классе.
Большинство современных объектно-ориентированных языков программирования (C#, Java, Delphi и др.) поддерживают возможность одновременно наследоваться от класса-предка и реализовать методы нескольких интерфейсов одним и тем же классом. Этот механизм позволяет во многом заменить множественное наследование — методы интерфейсов необходимо переопределять явно, что исключает ошибки при наследовании функциональности одинаковых методов различных классов-предков.
Типы наследования
Что такое «типы наследования»
Типы наследования – это совокупность механизмов, по которым организм наследует тот или иной признак. Типы наследования бывают разными и даже по-разносу могут проявляться у разных организмов. Всего учёные выделяют 7 основных типов наследования. Впервые основы наследования признаков были описаны Грегором Менделем.
Будучи монахом и живя отрешенно от всего мира, он занялся скрещиванием растений гороха и записывал результаты. Все свои труды он записывал в книгу под названием «Опыты над растительными гибридами». Книга была опубликована в 1866 году, но тогда ею никто не заинтересовался. Книга стала по-настоящему популярна лишь спустя 35 лет, когда ею заинтересовались сразу три известных биолога. Он смог сформировать три основных закона наследования признаков и описал три типа наследования.
Грегор Мендель, сам того не зная, внес огромный вклад в становление будущей науки – генетики, благодаря которой сегодня у нас есть возможность предотвращать и даже лечить тяжелейшие болезни, спасая жизнь миллионам людей по всему миру.
Генетика – это наука, которая изучает гены, генные последовательности и их модификации, а также механизмы передачи и наследования генов. Эта наука является относительной молодой. Бурное развитие она получила в течение последних двадцати лет. Тем не менее, уже видны заметные результаты в этой области и учёные-генетики не намерены останавливаться.
Благодаря генетике удалось подробнее изучить некоторые врожденные заболевания, определить, почему организм реагирует на то или иное вещество, болезнь так, а не иначе. Самое главное – изучение генетики даёт нам возможность бороться с тяжелыми заболеваниями, особенно – наследственными и врожденными. Чтобы изучать наследственные болезни, необходимо для начала знать все о типах наследования.
Какие бывают типы наследования
Существует несколько основных типов наследования.
В настоящее время учёные выделяют следующие типы наследования:
Каждый из них обладает своими механизмами и особенностями наследования.Каждый признак может передаваться только одним способом. Типы наследования зависят от расположения аллельного гена- в аутосомной или половой хромосоме, а также от того, какой является аллель – рецессивной или доминантной.
Особенности типов наследования
Большинство генетических признаков можно разделить на «менделирующие» и «неменделирующие». К «менделирующим» признакам относятся те, которые поддаются законам Менделя. Кто такой Мендель, мы описали выше. Такие признаки передаются путём моногенного независимого наследования.
Это значит, что один признак «кодируется» только одним геном. Всего на сегодняшний день известно более 2300 «менделевских» признаков. К ним относятся такие, как наличие веснушек, нормальное количество пальцев, рыжий цвет волос и др. К такому наследованию относятся такие типы наследования как аутосомно-доминантный и аутосомно-рецессивный.
Если один признак определяется большим количеством признаков, наследование является полигенным. Такие признаки считаются “неменделирующими”. Самым ярким примером является наследование групп крови по системе АВ0. Они не поддаются классическим законам наследования, описанных Грегором Менделем.
Особенностью этого типа наследия является тот факт, что потомки могут получить ту же группу крови, что и у родителей или же группа крови будет совсем другая. Также, признаки, которые не подаются законам Менделя, могут влиять друг на друга. Например, ученым удалось четко определить взаимосвязь между группами крови и физическими способностями человека, особенно, мужского пола.
Доминантный тип наследования
Доминантный тип наследования проявляется при моногенном независимом наследовании. Доминантный ген при таком типе наследования расположен в главной аллели. При доминантном типе наследования одна аллель сохраняется в нормальном состоянии, а одна – в изменённом. Измененная аллель подавляет обычную.
При доминантном типе наследования признак будет наблюдаться практически в каждом поколении. Всего на сегодняшний день выявлено около 1200 генов, которые наследуются по данному типу. К ним относятся такие признаки, как наследование карих глаз, волос не рыжего цвета, большие глаза, наличие веснушек и др.
Рецессивный тип наследования
Гены, которые передаются при данном типе наследования находятся в аутосомах, то есть, соматических хромосомах. Обнаружено более 900 признаков, которые так передаются. Большинство из являются скрытыми, так как не проявляются на протяжении жизни. Люди, у которых есть один рецессивный ген, являются носителями гена и при этом, не проявляясь признаков.
Вот некоторые примеры рецессивных генов: короткие ресницы, дальтонизм – или нарушение нормального цветового восприятия окружающего мира, светлые глаза и прямые волосы и др.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Данный тип наследования отличается некоторыми особенностями:
Иногда доминантные признаки могут проявляться через поколение, например, у дедушек и бабушек, а потом у внуков.
Вот некоторые заболевания и аномалии, которые передаются таким путём: большее количество пальцев на руках – полидактилия, ахондроплазия и др.
Аутосомно-рецессивный тип наследования
У этого типа наследования есть ряд особенностей.
Появление признака в поколениях
В отличие от доминантного признака, даже несмотря на большое количество потомков, признак может не проявляться в поколениях и долгое время мутации будут оставаться незамеченными, а люди даже и не будут знать, что являются носителями какой-то аномалии, пусть даже и неопасной.
Проявление у детей в отсутствие признака у родителей
Такое тоже случается. Иногда, мутация может появиться спонтанно и рецессивный ген проявится, даже если у родителей ребёнка его не было. Такое встречается в 25 процентах случаев.
Наследование признака от носителей
Если у обоих родителей есть данный признак и они являются носителями, то у всех детей 100% будет данный рецессивный признак. Оба родителя являются гетерозиготами, содержат один нормальный аллель и один рецессивный. У детей высокий риск получить этот ген и в итоге все они ее получают. Поэтому раньше было такое количество наследственных и врожденных заболеваний. Если происходят браки с близкими родственниками и в этих браках рождаются дети, велика вероятность того, что у двух носителей родится больной ребёнок с гомозиготным генотипом.
Для ясности возьмём гемофилию. Если у ребенка мать является носителем мутации в гене, вызывающем гемофилию, а отец болен – у ребёнка 100% будет гемофилия. Девочке с таким диагнозом выжить не удасться, а мальчик будет тяжело страдать от данного заболевания. Такую ситуацию можно проследить и в царских семьях России в известной империи Романовых.
Если признак есть только у одного родителя, то он появится только у половины потомства, так как у другого родителя аллели не содержат мутаций.
Распространённость того или иного рецессивного признака варьирует в зависимости от национальности и этнических групп. Высока встречаемость этих признаков в семьях с кровными браками.
Если один из родителей знает, что у него в семье были случаи заболеваний, связанных с рецессивным типом наследования, необходимо пройти диагностику. Диагностика поможет определить заболевание у ребёнка на ранней стадии или поможет тщательно спланировать беременность.
Митохондриальное наследование
Часть генетической информации содержится не только в ядре клеток, но и в митохондриях. Митохондрии являются важными клеточными органеллами с собственной ДНК. Вся митохондриальная ДНК наследуется от матери. Митохондриальная ДНК есть и у сперматозоида, но после завершения процесса оплодотворения, она просто разрушается. Учёные даже обнаружили, что в сперматозоидах митохондриальная ДНК помечена специальным белком, из-за чего защитные клетки организма быстро распознают ее и уничтожают.
ДНК митохондрий не является стабильной и очень быстро изменятся и мутирует. Изучение митохондриальной ДНК является хорошим способом отслеживания эволюционных процессов разных видов. Митохондриальное наследование также изучается для того, чтобы иметь возможность идентифицировать людей. Именно в этой доле генетического материала содержится большое количество уникальных белков и молекул, который позволяют провести полную и тщательную идентификацию человека.
Но к сожалению, и тут часто возникают мутации и возникают заболевания. Учёные в настоящее время работают над тем, чтобы научиться заменять митохондриальную ДНК и тем самым, устранять митохондриальные болезни. К ним относятся: заболевания мозга, митохондриальный сахарный диабет, поражения печени. Каждый аллель может вызывать разные проявления у разных людей – у одного пострадает мозг, у другого – печень и тд. Также, мутации в митохондриях имеют свойство накапливаться и проявляться с новой силой в новых поколениях.
Ограниченный полом тип наследования
Некоторые признаки находятся не в соматических, а половых хромосом. В них содержится половая информация. В зависимости от того, на какой хромосоме расположена мутантная аллель, заболевание или признак проявит себя по-разному. Таким образом, если дефектная аллель расположена на «женской» Х-хромосоме, то наследование будет Х-сцепленным. Если дефект расположен на мужской Y-хромосоме – Y-сцепленное. Если ген расположен на женской половой хромосоме, то признак проявится только у мужчин, а женщины останутся носительницами.
Это связано с тем, что у женщин – две Х-хромосомы и всегда есть ещё одна запасная, здоровая. А у мужчин Х-хромосома только одна и вероятность того, что там будет дефектный аллель – стремится к 100%. Девочка сможет заболеть или получить признак только в том случае, если дефектный ген есть и у отца, и у матери.
Признак перейдёт к ней от отца. Если наследование дефектного аллеля связано с Y-хромосомой, то болеть будут только мальчики. Ещё одна особенность в том, что даже если у родителей нет признаков, которые передаются сцеплено с полом, он все равно может появиться у детей. И вероятность такого явления довольно высока.
Голандрический тип наследования
Данный тип наследования связан с мужской половой хромосомой. В норме, на данной хромосоме расположены признаки, которые отвечают за развитие мужских половых органов, сперматозоидов. Если происходят мутации, они могут передаваться только от отца к сыну и все. На этой хромосоме расположено более 35 генов. Если какой-либо дефект определяет нарушение работы семенников или других желёз, мутации дальше не передаются, так как мужчина остаётся стерильным и не может иметь детей.
Посредством голандрического наследования передаются следующие признаки: чрезмерное оволосение ушных раковин и пальцев кистей, азооспермия, что приводит к бесплодию и др. Помимо этого, данным типом наследования могут передаваться и более серьёзные заболевания, например, ихтиоз. Прт этом кожа пациента выглядит как чешуя рыбы, он не может вести полноценную жизнь. Другие мутации при голандрическом типе наследования могут привести к раковым заболеваниям и различным дисфункциям.
Что понимается под наследованием типов
МОДУЛЬ 1. ТИПЫ И СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
Из чего состоит перечисляемый тип данных?
из конечного числа упорядоченных именованных значений
Какой цикл используется в случае, если заранее не известно, сколько раз понадобиться выполнить цикл?
while
Под чем понимается возможность дисциплинированного создания новых типов на основе уже определенных?
под наследованием типов
Как называются беззнаковые типы данных в линии языков Паскаль?
CARDINAL
Для чего используется процедура new(var) в языках линии Паскаль?
для запроса динамических переменных
Что из перечисленного не относится к типам циклов в С++?
begin
Какие логические значения вырабатывают операции сравнения?
TRUE, FALSE, UNKNOWN
Что из перечисленного не относится к типам коллекций?
типы предиката
Как называется часть кода, которая периодически исполняется в цикле?
тело цикла
Какие типы данных дают возможность работы с типизированными множествами абстрактных адресов переменных, содержащих значения некоторого типа?
указательные типы
Как называется именованное множество значений некоторого встроенного типа, ограниченное условием?
домен
Что называется блоком?
тело цикла, заключенное в фигурные скобки
Какой из операторов является наиболее простым из операторов ветвления?
if
Чем может быть любой встроенный или определенный тип?
базовым типом
Что существует для любого значения любого встроенного типа?
внешнее литеральное представление
Какой цикл организует выполнение фрагмента программы фиксированное число раз?
for
Как выглядит определение типа массива в языке Паскаль?
type T = array [I] of T0
В каких языках поддерживаются типы множеств?
в развитых сильно типизированных языках
Какая операция, с помощью которой можно обращаться к значению типа данных, относится к неявной?
операция преобразования значения целого типа к значению плавающего
Какое из перечисленных выражений называют инкрементирующим?
j++
Какой категории типов данных не существует?
открытые типы
Какие типы данных называются типами данных символьных строк?
CHARACTER
Какая конструкция используется, чтобы объявить переменную var в Си?
Т0*var
Каковы подходы при программировании с использованием абстрактных типов данных (АТД)?
перед началом написания основной программы полностью определить все требуемые типы данных, определить только те характеристики АТД, которые требуются для написания программы и проверки ее синтаксической корректности, воспользоваться готовыми библиотечными определениями
Какой оператор ветвления в С++ является наиболее важным?
if…else
Какой алгоритм находит первое вхождение в первую последовательность второй последовательности и возвращает итератор на последний совпадающий элемент?
find_end
Какова функция алгоритма find_if?
выполняет поиск значения, соответствующего заданному предикату
Что происходит в двоичном поиске, если некоторый элемент равен х?
поиск заканчивается
На чем основывается БМ-поиск?
на сравнении символов, которое начинается с конца образа
Какова функция алгоритмов семейства find?
осуществляют поиск в последовательности
Какой алгоритм выполняет нахождение пары соседних значений?
adjacent_find
Каково условие сравнения строк в поиске в таблице?
WHILE (x[i] = y[i]) & (x[i] <> 0C) DO i: = i + 1
Как называют поиск в массиве?
поиск в таблице
Какой алгоритм находит первое вхождение в первую последовательность элемента из второй последовательности?
find_first_of
Какой алгоритм находит в последовательности подпоследовательность, состоящую из по крайней мере n значений value?
search_n
Какой алгоритм находит первое вхождение в первую последовательность второй последовательности и возвращает итератор на первый совпадающий элемент?
search
Каково максимальное число сравнений символов в КМП-поиске?
М + N
Каков размер строк?
переменный
Каковы условия окончания линейного поиска?
элемент найден
Какой алгоритм выполняет подсчет количества вхождений значения в последовательность?
count
Куда возвращают алгоритмы семейства find итератор в случае успешного поиска?
на самое левое найденное значение
Какая форма алгоритма adjacent_find находит в последовательном контейнере пару соседних одинаковых значений и возвращает итератор на первое из них или конец последовательности?
первая
Какой алгоритм выполняет попарное сравнение элементов двух последовательностей?
equal
Какой алгоритм ищет первую пару несовпадающих элементов двух последовательностей и возвращает итераторы на эту пару?
mismatch
Какой алгоритм вызывает для каждого элемента последовательности заданную функцию?
for_each
Каково максимальное число сравнений в двоичном поиске?
LOG2(N)
Для чего используют немодифицирующие операции с последовательностями?
для получения информации о последовательности или для определения положения элемента
Для какого поиска задано два массива s и p?
для поиска строки
Что задается с помощью итераторов?
границы последовательности
В каком году был изобретен алгоритм Кнута, Мориса и Пратта?
в 1970 г.
МОДУЛЬ 3. СОРТИРОВКА
Какова общая формула для вычисления максимального числа сравнения ключей в прямом выборе?
(n2-n)/2
Каково назначение алгоритма partition?
размещает элементы, удовлетворяющие заданному условию, перед остальными элементами
Каково назначение алгоритма equal_range?
выполняет нахождение границ последовательности элементов
При применении какого метода на каждом следующем шаге меняется направление последовательного просмотра?
при методе шейкерной сортировки
Каково назначение алгоритма binary_search?
выполняет поиск заданного значения
Как называется сортировка включениями с уменьшающимся расстоянием?
сортировка методом Шелла
Каково назначение алгоритма inplace_merge?
выполняет слияние двух отсортированных частей одной последовательности
В чем идея сортировки с помощью пирамиды?
вместо полного дерева сравнения исходный массив преобразуется в пирамиду, обладающую тем свойством, что для каждого а[i] выполняются условия и
Каково минимальное число пересылок для метода простой обменной сортировки?
0
Какова общая формула для вычисления минимального числа сравнения ключей в прямом обмене?
М = 0
Какова общая формула для вычисления минимального числа сравнения ключей в прямом включении?
C=n-1
Как называется метод сортировки, если при его применении не изменяется относительное положение записей с равными значениями ключа?
устойчивым
Что из перечисленного не относится к основным методам внутренней сортировки?
сортировки с помощью равенства
Какой алгоритм выполняет частичную сортировку массива?
nth_element
Каково назначение алгоритма lexicographical_compare?
выполняет поэлементное сравнение двух последовательностей
Какова особенность сортировки с помощью дерева?
чем больше n, тем лучше работает сортировка
Каково требуемое число сравнений для метода сортировки простым выбором?
n(n-1)/2
Какой алгоритм производит очередную перестановку в лексикографическом порядке?
next_permutation
Какой алгоритм находит итератор на первый из элементов отсортированной последовательности?
lower_bound
Какова формулировка теоремы, справедливой для сортировки Шелла?
если k-отсортированную последовательность i-отсортировать, то она остается k-отсортированной
Какому алгоритму требуются итераторы произвольного доступа?
sort
Кем был предложен метод сортировки разделением?
Хоаром
Как называется сортировка массивов записей, целиком расположенных в основной памяти?
внутренняя сортировка
Каков порядок выполнения процедуры сортировки с помощью пирамиды?
n*log
Какой алгоритм возвращает итератор на наибольшее значение в последовательности?
max_element
МОДУЛЬ 4. СОРТИРОВКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
Какой алгоритм выполняет копирование, начиная с последнего элемента последовательности?
copy_backward
Какова функция алгоритма generate?
выполняет замену всех элементов результатом операции
Какова функция алгоритма random_shuffle?
выполняет перемещение элементов в соответствии со случайным равномерным распределением
Когда завершается процесс сортировки в естественном слиянии?
когда в файле А остается только одна серия записей
Какую операцию выполняет вторая форма алгоритма transform?
бинарную операцию
Какой итератор задается при применении алгоритма copy для ввода и вывода последовательности?
потоковый итератор
Какая сортировка называется «внешней»?
сортировка последовательных файлов, располагающихся во внешней памяти
Когда файл ввода начинают использовать для вывода серий в многофазной сортировке?
когда файл становится пустым
Какая форма алгоритма transform выполняет унарную операцию?
первая форма
На каком шаге выполняется распределение файла А по файлам В и С в естественном слиянии метода внешней сортировки?
на каждом шаге
В основе чего лежит распределение серий исходного файла по m вспомогательным файлам?
в основе метода внешней сортировки сбалансированным многопутевым слиянием
Что происходит в прямом слиянии как метода внешней сортировки?
распределение состояния файла А в файлы В, С, а затем слияние файлов В и С в файл А
Каково назначение алгоритмов семейства replace?
выполняет замену элементов с заданным значением на новое значение
Какой алгоритм выполняет обмен местами элементов в двух указанных диапазонах?
iter_swap
Что происходит на втором шаге простого слияния как метода внешней сортировки?
последовательно читается файл А, и в файл В записываются последовательные пары с нечетными номерами, а в файл С — с четными
Какой алгоритм выполняет замену всех элементов последовательности, определенной с помощью итераторов first и last, заданным значением value?
fill
Какой алгоритм выполняет удаление из последовательности соседних элементов, равных друг другу?
unique
Что из перечисленного не относится к методам внутренней сортировки?
методы, основанные на объединениях
Когда появились методы внешней сортировки?
когда наиболее распространенными устройствами были магнитные ленты
Для чего используют алгоритмы модифицирующих операций с последовательностями?
для копирования, удаления, замены и изменения порядка следования элементов последовательности
Какие алгоритмы не включаются в семейство remove?
remove_off
Какой алгоритм выполняет циклическое перемещение элементов последовательности?
rotate
Какова функция алгоритма iter_swap?
выполняет обмен местами двух элементов
Какой алгоритм изменяет порядок следования элементов последовательности на обратный?
reverse
Какой алгоритм выполняет копирование, начиная с первого элемента последовательности?
copy
МОДУЛЬ 5. РЕКУРСИВНЫЕ АЛГОРИТМЫ
Какова функция алгоритма set_intersection?
создает отсортированное пересечение множеств
Какова результирующая последовательность в алгоритме set_symmetric_difference?
не должна перекрываться ни с одной из исходных
Сколько ходов нужно вычислить, чтобы найти последовательность ходов, при которой конь обойдет все шахматное поле размером N × N?
N * N − 1
Какова функция алгоритма set_difference?
выполняет копирование элементов
Как можно представить обобщенную схему рекурсивной подпрограммы?
как некоторую композицию
Каковы функции алгоритмов работы с множествами и пирамидами?
выполняют сортировку множеств и операции с пирамидами
Пирамидой называется последовательность, для всех элементов которой выполняются условия
a(i)
Какой из перечисленных случаев использования инструмента рекурсии не правильный?
вычисление факториала
Какой алгоритм выполняет копирование в Out элементов, входящих только в одну из двух последовательностей?
set_symmetric_difference
Что из перечисленного является примером пирамиды из 10 целых чисел?
23 20 21 17 19 18 15 12 10 14
Как проще вычислять числа Фибоначчи?
по итерационной схеме
Какой элемент последовательности удаляет элемент pop_heap?
первый
Какого вида рекурсивной подпрограммы не существует?
обратно рекурсивной