Въведение
В сферата на обектно-ориентираното програмиране разбирането на модификаторите на достъп е от решаващо значение за проектиране на здрав и поддържащ код. Концепциите за защитени и частни нива на достъп играят значителна роля в капсулирането, основен принцип, който осигурява целостта на състоянието на обекта. Разработчиците често се борят с избора между тези два модификатора, за да балансират достъпността и сигурността в рамките на техните приложения. Тази статия се задълбочава в нюансите на защитените членове, изследвайки техните последици в различни езици за програмиране.
Разбиране на модификаторите на достъпа
Модификаторите на достъп са ключови думи, използвани на обектно-ориентирани езици за задаване на достъпността на класове, методи и променливи. Те определят как могат да бъдат достъпни членовете на клас в други части на програмата. Модификаторите за първичен достъп включват обществено , защитени , частни , а понякога и по подразбиране или вътрешни , в зависимост от езика.
Модификатор на обществен достъп
Членовете, декларирани като публични, са достъпни от всеки друг клас. Това ниво на достъпност позволява най -широкият възможен достъп, но може да доведе до непредвидени взаимодействия и намалена капсулация.
Модификатор на частен достъп
Модификаторът на частния достъп ограничава видимостта на членовете на класа до класа, в който са декларирани. Това гарантира високо ниво на капсулиране, като предотвратява директно достъп или промяна на тези членове на външните класове.
Модификатор на защитен достъп
Членовете със защитения модификатор са достъпни в собствения си клас и от производни класове. Това ниво на достъп постига баланс между частни и публични , което позволява на подкласовете да използват и разширяват функционалността, като същевременно поддържат известна степен на капсулиране.
Частен срещу защитен: Ключови разлики
Основната разлика между частните и защитените модификатори на достъп се намира в нивото на достъпност, предоставяно на подкласовете и външните класове.
Достъпност в подкласовете
Частните членове не са достъпни в подкласовете, дори ако подкласът е в рамките на един и същи пакет или модул. Това означава, че методите или променливите, декларирани като частни, не могат да бъдат наследени или директно използвани в производни класове. За разлика от тях, защитените собствени членове са достъпни в подкласовете, което позволява да функционират наследството и полиморфизма.
Капсулиране и сигурност
Използването на частни членове подобрява капсулирането чрез скриване на подробности за изпълнението от всички други класове. Това може да предотврати непредвидената намеса, но може да ограничи разширяемостта. От друга страна, защитените членове излагат определени подробности на подкласовете, улеснявайки разширението, но потенциално рискува капсулирането, ако не се управлява внимателно.
Практически приложения
Изборът между защитени и частни зависи от специфичните изисквания на разработения софтуер.
Кога да използвате частни
Използвайте частно , когато искате да наложите строго капсулиране. Това е подходящо за методи или променливи на полезността, които не трябва да бъдат променяни или достъпни извън класа. Той защитава вътрешното състояние и гарантира, че модификациите на вътрешните работи на класа не засягат външни класове.
Кога да използвате защитените
Изберете за защитени собствени членове, когато проектирате клас, предназначен за наследяване. Това позволява на подкласовете да имат достъп и промяна на тези членове, като насърчават повторната употреба и разширяването на кода. От съществено значение е в рамките и библиотеките, където разширяемостта е ключова грижа.
Примери на различни езици за програмиране
Разбирането на това как различните езици прилагат тези модификатори на достъп е от решаващо значение за развитието на кръстосания език и за използване на пълния потенциал на обектно-ориентираното програмиране.
Java
В Java модификаторът на защитения достъп осигурява видимост в рамките на един и същи пакет и за подкласове, дори ако те са в различни пакети. Частният модификатор ограничава достъпа само до деклариращия клас. Ето пример:
Public Class родител {
защитен void display () {
// защитен метод
}
}
Дете от публичен клас разширява родител {
public void show () {
display (); // достъпно
}
}
C ++
C ++ следва подобен модел, но с добавяне на уточняване на нивата на достъп до наследство. Защитените членове са достъпни в производни класове, докато частните членове не са.
Клас база {
защитен:
int propectedVar;
Частен:
Int Privatevar;
};
получен клас: обществена база {
void function () {
ProtectedVar = 1; // достъпен
privatevar = 1; // не е достъпно
}
};
Последици за дизайна на софтуера
Изборът между защитените и частните влияе върху гъвкавостта и сигурността на вашия код.
Разширимост
Използването на защитени собствени членове увеличава разширяемостта на вашите класове. Подкласовете могат да наследяват и използват тези членове да надграждат съществуващата функционалност, без да променят основния клас.
Поддръжка
Преекспонирането на вътрешни класове със защитени може да доведе до предизвикателства за поддръжка. Промените в базовия клас могат да повлияят на подкласовете по непредвидени начини, което прави кодовата база по -трудна за управление.
Най -добри практики
Придържането към най -добрите практики гарантира, че използването на модификатори за достъп подобрява вашия код, а не да го пречи.
Предпочитайте състава над наследството
Превишаването на защитените членове може да сигнализира за прекомерно наследство. Помислете да използвате композиция за постигане на повторна употреба на код, което често води до по -гъвкав и поддържащ код.
Минимален необходим достъп
Предоставете минималното ниво на необходимия достъп. Ако не е необходимо да се осъществява достъп до подкласове, направете го частен . Тази практика намалява потенциала за непредвидени странични ефекти.
Казуси
Разглеждането на сценарии в реалния свят, при които изборът на модификатори на достъп има значително въздействие може да осигури ценна информация.
Рамки с отворен код
Много рамки излагат защитени собствени членове, за да позволят на разработчиците да разширяват базовите класове. Например, в уеб рамките класовете на базовия контролер често имат защитени методи, които могат да бъдат отменени за персонализиране на поведението.
Нарушения на сигурността от преекспониране
Има случаи, когато злоупотребата с защитен достъп доведе до уязвимости в сигурността. Подкласовете достъпни и модифицираха вътрешни базови класове по нежелани начини, причинявайки нестабилност и нарушения.
Въздействието на езиковите характеристики
Специфичните за езика функции могат да повлияят на начина, по който се държат модификаторите на достъп и трябва да се вземат предвид при проектирането на софтуер.
Класове на приятели в C ++
C ++ въвежда концепцията за класове и функции на приятели , които могат да имат достъп до частни и защитени членове от друг клас. Тази функция добавя сложност за контрол на достъпа и трябва да се използва разумно.
Размисъл в Java и C#
Езици като Java и C# позволяват размисъл, който има достъп до частни членове по време на изпълнение. Макар и мощна, тази способност може да подкопае контролите за достъп и трябва да се обработва внимателно.
Тестване и модификатори на достъп
Модификаторите на достъп могат да повлияят на способността за ефективно тестване на кода.
Тестване на частни членове
Тестването на частни членове директно се обезкуражава. Вместо това тестовете трябва да се съсредоточат върху публичните интерфейси. Това обаче понякога може да направи предизвикателство за постигане на пълно покритие на кода.
Защитени членове при тестване
Използването на защитени собствени членове може да улесни тестването, като позволи на тестовите подкласове да имат достъп и да променят поведението на базовия клас. Тази техника може да бъде от полза, но трябва да се прилага внимателно, за да се избегне въвеждането на зависимости от подробности за прилагането.
Рефакторинг и модификатори на достъп
Кодът за рефакторинг може да включва промяна на модификаторите на достъп за подобряване на структурата и поддръжката.
Намаляване на достъпността
По време на рефакторинг помислете за намаляване на достъпността на членовете от публично или защитено на частен, ако вече не се изисква по -широк достъп. Тази практика повишава капсулирането и намалява риска от непредвидени взаимодействия.
Избягване на нарушаване на промените
Когато променяте нивата на достъпа в публичен API, бъдете предпазливи от нарушаването на промените. Намаляването на достъпността може да причини грешки в компилацията в кода, който зависи от вашия API.
Разширени теми
Проучването на усъвършенствани концепции може да задълбочи разбирането и прилагането на модификатори на достъп.
Достъп до модификатори на дизайнерски модели
Моделите на дизайна често диктуват специфични нива на достъп. Например, Singleton Pattern изисква частен конструктор, за да предотврати инстанцията извън класа.
Модификатори в многото четене
В многопоточните приложения модификаторите на достъп играят роля в безопасността на нишките. Частните членове могат да предотвратят едновременни проблеми с достъпа, но се нуждаят от синхронизиран достъп, когато се споделят в рамките на нишки.
Заключение
Разбирането на разграничението между защитените и частните модификатори за достъп е от съществено значение за писането на ефективен обектно-ориентиран код. Докато частният гарантира максимално капсулиране, защитените собствени членове предлагат баланс, като позволяват достъп до подклас. Вземането на информирани решения относно нивата на достъп подобрява сигурността на кода, поддръжката и разширяемостта.
Спазвайки най -добрите практики и разглеждайки последиците от всеки модификатор, разработчиците могат да създадат стабилни и гъвкави софтуерни архитектури. Използването на подходящия модификатор на достъп е критично умение, което допринася за цялостното качество и успех на софтуерните проекти.
