ما هو محمي مقابل خاص؟

مقدمة

في عالم البرمجة الموجهة للكائنات ، يعد فهم معدلات الوصول أمرًا بالغ الأهمية لتصميم رمز قوي وقابل للصيانة. تلعب مفاهيم مستويات المحمية والخاصة الوصول دورًا مهمًا في التغليف ، وهو مبدأ أساسي يضمن سلامة حالة الكائن. غالبًا ما يتصارع المطورون مع الاختيار بين هذين المعدلين لتحقيق التوازن بين إمكانية الوصول والأمن في تطبيقاتهم. هذه المقالة تتعامل مع الفروق الدقيقة للأعضاء المحميين ، واستكشاف آثارهم في لغات البرمجة المختلفة.

فهم معدلات الوصول

معدلات الوصول هي الكلمات الرئيسية المستخدمة في اللغات الموجهة للكائنات لتعيين إمكانية الوصول إلى الفئات والأساليب والمتغيرات. يحددون كيفية الوصول إلى أعضاء الفصل في أجزاء أخرى من البرنامج. تشمل معدلات الوصول الأساسية الخاصة ، , العامة , المحمية وأحيانًا افتراضيًا أو داخليًا ، اعتمادًا على اللغة.

معدل الوصول العام

يمكن للأعضاء المعلنين أن يكونوا عامين متاحين من أي فئة أخرى. يتيح هذا المستوى من إمكانية الوصول إلى أوسع وصول ممكن ولكنه يمكن أن يؤدي إلى تفاعلات غير مقصودة وتقليل التغليف.

معدل الوصول الخاص

يقيد معدّل الوصول الخاص على رؤية أعضاء الفصل في الفصل الذي يُعلن فيه. هذا يضمن مستوى عالٍ من التغليف ، مما يمنع الفئات الخارجية من الوصول مباشرة إلى أو تعديل هؤلاء الأعضاء.

المعدل الوصول المحمي

يمكن الوصول إلى الأعضاء الذين يعانون من المعدل المحمي داخل فئةهم الخاصة ومن خلال الفصول المشتقة. يحقق مستوى الوصول هذا التوازن بين الخاص والجمهور القطاع ، مما يسمح للمسارات الفرعية بالاستفادة من الوظائف وتوسيع نطاقها مع الحفاظ على درجة من التغليف.

خاص مقابل محمي: الاختلافات الرئيسية

يكمن الفرق الأساسي بين معدلات الخاصة والمحمية الوصول في مستوى إمكانية الوصول المقدمة إلى الفئات الفرعية والفئات الخارجية.

إمكانية الوصول في الفئات الفرعية

لا يمكن الوصول إلى الأعضاء الخاصين في الفئات الفرعية ، حتى لو كانت الفئة الفرعية ضمن نفس الحزمة أو الوحدة النمطية. هذا يعني أن الأساليب أو المتغيرات المعلنة على أنها خاصة لا يمكن موروثة أو استخدام مباشرة في الفئات المشتقة. في المقابل ، يمكن الوصول إلى الأعضاء المحميين داخل الفئات الفرعية ، مما يسمح للميراث والتعدد الأشكال بفعالية.

التغليف والأمن

يعزز استخدام الأعضاء الخاصين التغليف عن طريق إخفاء تفاصيل التنفيذ من جميع الفئات الأخرى. هذا يمكن أن يمنع التداخل غير المقصود ولكنه قد يحد من قابلية التوسيع. من ناحية أخرى ، يعرض الأعضاء المحميون تفاصيل معينة إلى الفئات الفرعية ، مما يسهل التمديد ولكن من المحتمل أن يخاطروا بالتغليف إذا لم يتم إدارته بعناية.

التطبيقات العملية

يعتمد الاختيار بين الحماية والخاصة على المتطلبات المحددة للبرنامج الذي يتم تطويره.

متى تستخدم القطاع الخاص

استخدم خاصًا عندما تريد فرض تغليف صارم. هذا مناسب لأساليب المرافق أو المتغيرات التي لا ينبغي تغييرها أو الوصول إليها خارج الفصل. إنه يحمي الحالة الداخلية ويضمن عدم تأثير التعديلات على الطبقة الداخلية على الطبقات الخارجية.

متى تستخدم محمية

اختيار الأعضاء المحميين الخاصة عند تصميم فصل مخصص للميراث. يتيح ذلك للفئات الفرعية الوصول إلى هؤلاء الأعضاء وتعديلهم ، وتعزيز إعادة استخدام التعليمات البرمجية والتمديد. إنه أمر ضروري في الأطر والمكتبات حيث يكون التمدد مصدر قلق رئيسي.

أمثلة في لغات البرمجة المختلفة

إن فهم كيفية تنفيذ اللغات المختلفة لتنفيذ معدلات الوصول هذه أمر بالغ الأهمية لتطوير اللغات المتقاطعة والاستفادة من الإمكانات الكاملة للبرمجة الموجهة نحو الكائن.

جافا

في Java ، يوفر معدّل الوصول المحمي الرؤية داخل نفس الحزمة والفئات الفرعية حتى لو كانت في حزم مختلفة. يقيد المعدل الخاص الوصول إلى فئة الإعلان فقط. هذا مثال:

Public Class Parent {
  protected void display () {
    // method method
  }
}

يمتد Child Public Class child Parent {
  public void show () {
    display () ؛ // Access
  }
}

C ++

يتبع C ++ نمطًا مشابهًا ، ولكن مع إضافة مستويات الوصول إلى الميراث. يمكن الوصول إلى الأعضاء المحميين في الفصول المشتقة ، في حين أن الأعضاء الخاصين ليسوا كذلك.

قاعدة الفئة {
  محمية:
    int protectedvar ؛
  خاص:
    int privatevar ؛
} ؛

الفئة المشتقة: قاعدة عامة {
  void function () {
    protectvar = 1 ؛ // accessible
    privatevar = 1 ؛ // لا يمكن الوصول إليها
  }
} ؛

الآثار المترتبة على تصميم البرامج

يؤثر الاختيار بين على مرونة المحمية والخاصة وأمن الكود الخاص بك.

قابلية التوسيع

استخدام الأعضاء المحميين يزيد من قابلية فصولك. يمكن للفئات الفرعية أن ترث هذه الأعضاء والاستفادة منها للبناء على الوظائف الحالية دون تعديل الفئة الأساسية.

صيانة

يمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير الداخلي مع الحماية إلى تحديات الصيانة. قد تؤثر التغييرات في الفئة الأساسية على الفئات الفرعية بطرق غير متوقعة ، مما يجعل إدارة قاعدة الشفرة أكثر صعوبة.

أفضل الممارسات

يضمن الالتزام بأفضل الممارسات أن استخدام معدلات الوصول يعزز الكود بدلاً من عوائق.

تفضيل التكوين على الميراث

للاعتماد المفرط على الأعضاء المحميين الإشارة إلى الميراث المفرط. يمكن فكر في استخدام التكوين لتحقيق إعادة استخدام التعليمات البرمجية ، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى رمز أكثر مرونة وقابل للصيانة.

الحد الأدنى من الوصول اللازم

منح الحد الأدنى من الوصول المطلوب. إذا كان العضو لا يحتاج إلى الوصول إليه بواسطة فئات فرعية ، اجعله خاصًا . هذه الممارسة تقلل من احتمال وجود آثار جانبية غير مقصودة.

دراسات الحالة

إن فحص السيناريوهات في العالم الحقيقي حيث كان لخيار معدلات الوصول له تأثيرات كبيرة يمكن أن يوفر رؤى قيمة.

أطر مفتوحة المصدر

تعرض العديد من الأطر أعضاء محميين للسماح للمطورين بتمديد فصول الأساس. على سبيل المثال ، في أطر عمل الويب ، غالبًا ما يكون لفئات وحدة التحكم الأساسية طرقًا محمية يمكن تجاوزها لتخصيص السلوك.

انتهاكات الأمن من التعرض المفرط

كانت هناك حالات أدت فيها إساءة استخدام الوصول المحمي إلى ثغرات الأمن. تم الوصول إلى الفئات الفرعية وتعديلها في الفئة الداخلية بطرق غير مقصودة ، مما تسبب في عدم الاستقرار والانتهاكات.

تأثير ميزات اللغة

يمكن أن تؤثر الميزات الخاصة باللغة على كيفية تصرف معدلات الوصول وينبغي النظر فيها عند تصميم البرامج.

فصول الأصدقاء في C ++

يقدم C ++ مفهوم فئات ووظائف الأصدقاء ، والتي يمكنها الوصول إلى الأعضاء الخاصين والمحميين في فصل آخر. تضيف هذه الميزة التعقيد للوصول إلى التحكم ويجب استخدامه بحكمة.

انعكاس في جافا و C#

لغات مثل Java و C# تسمح للانعكاس ، والتي يمكنها الوصول إلى أعضاء القطاع الخاص في وقت التشغيل. على الرغم من أن هذه القدرة يمكن أن تقوض عناصر التحكم في الوصول ويجب معالجتها بعناية.

معدلات الاختبار والوصول

يمكن أن تؤثر معدلات الوصول على القدرة على اختبار الرمز بشكل فعال.

اختبار الأعضاء الخاصين

اختبار الأعضاء الخاصين مباشرة هو الإحباط بشكل عام. بدلاً من ذلك ، يجب أن تركز الاختبارات على الواجهات العامة. ومع ذلك ، فإن هذا قد يجعل في بعض الأحيان من الصعب تحقيق تغطية رمز كامل.

الأعضاء المحميون في الاختبار

يمكن أن يؤدي استخدام الأعضاء المحميين إلى تسهيل الاختبار عن طريق السماح باختبار الفئات الفرعية للوصول إلى سلوك الفئة الأساسية وتعديلها. يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة ولكن يجب تطبيقها بعناية لتجنب إدخال التبعيات على تفاصيل التنفيذ.

المعدلات إعادة البناء والوصول

يمكن أن تتضمن رمز إعادة إعادة البناء تغيير معدلات الوصول لتحسين الهيكل والقابلية للصيانة.

تقليل إمكانية الوصول

أثناء إعادة الطعن ، فكر في تقليل إمكانية الوصول إلى الأعضاء من الجمهور أو المحمي إلى القطاع الخاص إذا لم يعد الوصول الأوسع مطلوبًا. هذه الممارسة تعزز التغليف وتقلل من خطر التفاعلات غير المقصودة.

تجنب كسر التغييرات

عند تعديل مستويات الوصول في واجهة برمجة تطبيقات عامة ، كن حذرًا في كسر التغييرات. يمكن أن يؤدي تقليل إمكانية الوصول إلى أخطاء التجميع في الكود الذي يعتمد على واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك.

مواضيع متقدمة

يمكن أن يؤدي استكشاف المفاهيم المتقدمة إلى تعميق الفهم وتطبيق معدلات الوصول.

معدلات الوصول في أنماط التصميم

غالبًا ما تملي أنماط التصميم مستويات وصول محددة. على سبيل المثال ، يتطلب نمط Singleton مُنشئًا خاصًا لمنع إنشاء مثيل من خارج الفصل.

المعدلات في multithreading

في التطبيقات المتعددة المرتبات ، تلعب معدلات الوصول دورًا في سلامة الخيط. يمكن للأعضاء الخاصين منع مشكلات الوصول المتزامنة ولكنهم يحتاجون إلى وصول متزامن عند مشاركته عبر المواضيع.

خاتمة

يعد فهم التمييز بين معدلات المحمية والخاصة الوصول أمرًا ضروريًا لكتابة التعليمات البرمجية الفعالة الموجهة للكائنات. بينما القطاع الخاص أقصى قدر من التغليف ، يقدم الأعضاء يضمن المحميون توازنًا من خلال السماح بالوصول إلى الفئة الفرعية. يؤدي اتخاذ قرارات مستنيرة حول مستويات الوصول إلى تعزيز أمان الكود ، والقابلية للصيانة ، والتوسيع.

من خلال الالتزام بأفضل الممارسات والنظر في الآثار المترتبة على كل معدل ، يمكن للمطورين إنشاء بنيات برمجيات قوية ومرنة. يعد الاستفادة من معدل الوصول المناسب مهارة حاسمة تساهم في الجودة الشاملة ونجاح مشاريع البرمجيات.