PLC的面向对象编程（OOP）探秘5-继承 & 扩展

原创已于 2025-07-29 15:24:27 修改 · 855 阅读

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于 2025-07-29 08:39:22 首次发布

这是OOP编程第5次探讨。前面几次探讨了类的变量、代码和对象。这次讨论继承和扩展。探讨这些内容是有先后顺序考虑的。我们的目标是接口。因为接口在OOP中用的最多，也最难理解。先探讨容易的，再探讨难一些，再就是横向纵向混合的，最后是迈向接口。跟随我的脚步，我们一起循序渐进走近接口，理解接口。接口之前的一切都是为接口做准备。

一，扩展的基本概念

我们在探秘3中已经接触了继承。继承到底是什么，我们都已经知道个大概。这里再次借用探秘3中例子说明。（本文档中所有例子的环境是CODESYS V3.5 SP20）

，图 1

这里有个类FB1，这个FB1有些变量。我们再声明一个类FB1_E，作为FB1的扩展类。如下图

，图 2

观察图2，发现凡是父类有的变量子类都有，这称为继承。子类不仅继承变量，还继承属性、动作、方法、接口。这就是父类和子类的关系。子类完全拥有父类的内容（变量和代码），同时子类还可以扩展。这里讲子类完全拥有父类的内容这句话是概念性的思想性的。其实这句话并不准确。比如父类的内容如果用Final声明，那么这就不能继承。还有一些父类的东西不能继承，在本文档下文中探讨。

我们需要注意图2红色方框。这个词的中文意思是扩展。我觉得这个字用的很准确。FB1_E是对FB1的扩展。我们中国人在最开始接触OOP时，把扩展类翻译为子类，把基类翻译为父类。这种翻译容易误导人。如果把扩展的双方称为父类和子类，那么好像这2个类有一种继承关系，有一种从属关系，有上下关系。其实都没有。只有扩展这个词最准确。本文的标题中使用了继承的字眼，也是容易误导人的。但是大家都约定俗成了，所以也就这么继续使用这些字眼。这一段是本文档我要阐述内容最重要的一段文字之一。也是我为什么把继承单列为一个文档的原因。

我们继续探讨扩展

，图 3

图3中，子类可以定义自己的变量。也就是把父类扩展后形成了子类。不仅变量可以扩展。属性、动作、方法、都可以扩展。

前面我们讨论了基类和扩展类的行为。但是总体讲还是比较抽象，图4是基类和扩展类的图形化，帮助我们理解扩展这个概念。

，图4

到这里，不知道读者朋友们有没有疑问？既然子类扩展了父类，那我们完全可以创建一个类，该类直接拷贝创建好的类的变量和代码，并且再增加自己的变量和代码，形成一个新的类。这样不也相当于扩展了吗？为什么在OOP中还创造一个继承关系？把OOP编程搞的好像很复杂的样子！难道就是为了烧脑用的吗？当然不是。这样做有一个明显的好处。比如我们已经创建了父类和子类。程序运行了一段时间，也很完美。但是可能有新的需求，需要父类和子类都要增加一个共同的属性。那么对于OOP就很简单，我们只要在父类中增加这个属性，子类代码不用任何更改，自然就有了这个属性。所以，继承的最大好处是可以减少代码的重复量。

二，继承静态变量

扩展探讨到这里，我们已经有些水平了，那我们可以思考一个问题。如果父类有静态变量a，那么父类对象中的a和子类的对象中的a是一个变量吗？

子类对父类静态变量的继承会是怎样的情景呢？运行图5中的程序，i2的值应该是多少呢？

，图5

我们用图4进行形象思考。得到的答案是i2的结果应该是888。

三，PLC中继承的一个特殊点

PLC中继承还有1个注意点：子类不能继承父类中FB中的代码以及附随的临时变量。这点完全是PLC特有的，在其他高级OOP语言中，没有这样的情况。在探秘4中，我们探讨过这个4不像。在其他高级OOP语言中类本身是没有代码的，也没有临时变量的。类的所有代码都在方法中。

，图 6

如图6，在子类中访问父类的临时变量，编译系统报错。

通过前文的说明，现在我们可以理解子类不继承父类中FB的代码，但为什么也不能继承父类的临时变量呢。在探秘3中，我们就知道临时变量是函数的伴生物，没有函数自然就没有临时变量。FB中的代码可以理解为一个函数。如果函数不能继承，那么自然临时变量也不能继承。

不过，如果你特别想访问父类的temp变量，也不是没有办法。我们知道动作是可以访问类的temp变量，并且动作也可以继承。那么子类可以通过父类的动作访问父类的temp变量。这是可以实现的，在这里我就不举例了。至于原理是什么呢？这涉及到编译器。对于编译器来讲，这非常简单。只要运行动作，那么就在栈中按照FB声明的temp变量创建变量即可。这个在栈中新创建的变量在动作中，在FB中都可以访问，并且是一个地址，那么这就实现了在子类中访问父类的temp变量。不过当动作执行完毕时，这个临时变量会注销。虽然电脑的编译系统可以实现，但是我们在实际工作中，千万不要这么用。否则会把自己绕死，毕竟我们的脑在逻辑性上比电脑还差一块。

通过上一段的讨论，我想提醒一点，如果我们在PLC中用OOP思想编程，那么FB中就不要写任何代码也不要声明任何临时变量。这样不会引起混乱。还有一点我想到的，上面的讨论体现了OOP中经常困扰我们的问题：很多概念掺杂在一起，OOP就变得十分复杂。我们PLC的编程主要控制的还是物理设备，在本系列的总论中就讲到，PLC编程最重要的特性是稳定性、可靠性和可预期性。IT人员进入OT领域很容易忽视这一点。OT人员用OOP编程也要重视这个问题。

本节内容就这么多，在本节中，我们知道继承和扩展的一些基本特点，下节说说继承的重写。