Presentació
En el terreny de la programació orientada a objectes, la comprensió dels modificadors d’accés és crucial per dissenyar un codi robust i mantenible. Els conceptes de nivells d’accés protegits i privats tenen un paper important en l’encapsulació, un principi fonamental que garanteix la integritat de l’estat d’un objecte. Els desenvolupadors solen afrontar l’elecció entre aquests dos modificadors per equilibrar l’accessibilitat i la seguretat dins de les seves aplicacions. Aquest article aprofundeix en els matisos dels membres protegits , explorant les seves implicacions en diversos llenguatges de programació.
Comprendre els modificadors d'accés
Els modificadors d'accés són paraules clau utilitzades en llenguatges orientats a objectes per definir l'accessibilitat de classes, mètodes i variables. Defineixen com es pot accedir als membres d’una classe en altres parts del programa. Els modificadors d'accés primari inclouen pública , en protecció , privat i, de vegades, per defecte o intern , segons l'idioma.
Modificador d'accés públic
Els membres declarats com a públic són accessibles des de qualsevol altra classe. Aquest nivell d’accessibilitat permet l’accés més ampli possible, però pot provocar interaccions no desitjades i un encapsulació reduïda.
Modificador d'accés privat
El modificador d'accés privat restringeix la visibilitat dels membres de la classe a la classe en què es declara. D’aquesta manera es garanteix un alt nivell d’encapsulació, evitant que les classes externes accedeixin o modifiquin directament aquests membres.
Modificador d'accés protegit
Els membres amb el modificador protegit són accessibles dins de la seva pròpia classe i per classes derivades. Aquest nivell d'accés té un equilibri entre privat i públic , permetent que les subclasses utilitzin i amplien la funcionalitat mantenint un cert grau d'encapsulació.
Privat vs. protegit: diferències clau
La diferència fonamental entre els modificadors d'accés privat i protegit rau en el nivell d'accessibilitat que es proporciona a les subclasses i classes externes.
Accessibilitat en subclasses
Els membres privats no són accessibles a les subclasses, fins i tot si la subclasse es troba dins del mateix paquet o mòdul. Això significa que els mètodes o variables declarades com a privades no es poden heretar ni utilitzar directament en classes derivades. En canvi, els membres protegits són accessibles dins de les subclasses, permetent que l’herència i el polimorfisme funcionin de manera eficaç.
Encapsulació i seguretat
L'ús de membres privats millora l'encapsulació amagant detalls de la implementació de totes les altres classes. Això pot evitar interferències no desitjades, però pot limitar l’extensibilitat. D'altra banda, els membres protegits exposen certs detalls a subclasses, facilitant l'extensió, però potencialment arriscant l'encapsulació si no es gestionen amb cura.
Aplicacions pràctiques
L’elecció entre protegit i privat depèn dels requisits específics del programari que s’està desenvolupant.
Quan utilitzar privat
Utilitzeu privat quan vulgueu fer complir un encapsulació estricta. Això és adequat per a mètodes o variables d’utilitat que no s’han de modificar ni accedir fora de la classe. Salvaguarda l’estat intern i garanteix que les modificacions a la classe interns no afecten les classes externes.
Quan s'ha d'utilitzar protegit
Opteu per membres protegits propis quan es dissenyen una classe destinada a l'herència. Això permet que les subclasses accedeixin i modifiquin aquests membres, promovent la reutilització i l'extensió del codi. És essencial en els marcs i les biblioteques on l’extensibilitat és una preocupació clau.
Exemples en diferents llenguatges de programació
Comprendre com els diferents idiomes implementen aquests modificadors d’accés és crucial per al desenvolupament de llenguatges creuats i per aprofitar tot el potencial de la programació orientada a objectes.
Java
A Java, el modificador d'accés protegit proporciona visibilitat dins del mateix paquet i a les subclasses, fins i tot si es troben en diferents paquets. El modificador privat restringeix l'accés només a la classe de declaració. Aquí teniu un exemple:
public class parent {
protected void display () {
// Mètode protected
}
}
public class estén parent {
public void show () {
display (); // accessible
}
}
C ++
C ++ segueix un patró similar, però amb l’addició d’especificar els nivells d’accés a l’herència. Els membres protegits són accessibles en classes derivades, mentre que els membres privats no ho són.
Base de classe {
protected:
int protectedvar;
privat:
int privatevar;
};
classe derivada: public base {
void function () {
protectedvar = 1; // accessible
privatevar = 1; // no accessible
}
};
Implicacions per al disseny de programari
L’elecció entre protegit i privat afecta la flexibilitat i la seguretat del vostre codi.
Extensibilitat
L’ús de membres protegits protegits augmenta l’extensibilitat de les vostres classes. Les subclasses poden heretar i aprofitar aquests membres per aprofitar la funcionalitat existent sense modificar la classe base.
Manteniment
Els interns de la classe que sobreexposen amb protecció poden comportar reptes de manteniment. Els canvis en la classe base poden afectar les subclasses de maneres imprevistes, cosa que fa que la base de codis sigui més difícil de gestionar.
Bones pràctiques
L’adherència a les bones pràctiques garanteix que l’ús dels modificadors d’accés millora el vostre codi en lloc de dificultar -lo.
Favorir la composició sobre l'herència
La disminució dels membres protegits pot indicar una herència excessiva. Penseu en utilitzar la composició per aconseguir la reutilització del codi, que sovint es tradueix en un codi més flexible i mantenible.
Accés mínim necessari
Concediu el nivell mínim d’accés necessari. Si un membre no ha d'accedir a les subclasses, feu -lo privat . Aquesta pràctica redueix el potencial d’efectes secundaris no desitjats.
Estudis de casos
Examinar escenaris del món real on l’elecció dels modificadors d’accés va tenir impactes significatius pot proporcionar informació valuosa.
Frameworks de codi obert
Molts marcs exposen membres protegits per permetre als desenvolupadors ampliar les classes de base. Per exemple, en marcs web, les classes de controladors de base sovint tenen mètodes protegits que es poden anul·lar per personalitzar el comportament.
Incompliments de seguretat de la sobreexposició
Hi ha hagut casos en què el mal ús de l’accés protegit va provocar vulnerabilitats de seguretat. Les subclasses van accedir i modificar la classe base internes de maneres no desitjades, provocant inestabilitat i incompliments.
L’impacte de les característiques del llenguatge
Les funcions específiques del llenguatge poden influir en la comoditat dels modificadors d’accés i s’han de tenir en compte a l’hora de dissenyar programari.
Classes d'amics a C ++
C ++ introdueix el concepte de classes i funcions d’amics , que poden accedir als membres privats i protegits d’una altra classe. Aquesta característica afegeix complexitat al control d'accés i s'ha d'utilitzar amb judici.
Reflexió a Java i C#
Idiomes com Java i C# permeten la reflexió, que poden accedir als membres privats en temps d'execució. Tot i que pot ser potent, aquesta capacitat pot minar els controls d’accés i s’ha de manejar amb cura.
Modificadors de proves i accés
Els modificadors d'accés poden afectar la capacitat de provar el codi de manera eficaç.
Prova de membres privats
La prova de membres privats directament es desanima generalment. En canvi, les proves s’han de centrar en les interfícies públiques. Tot i això, de vegades pot fer que sigui difícil assolir una cobertura completa del codi.
Els membres protegits en proves
L'ús de membres propis protegits pot facilitar les proves permetent que les subclasses de prova accedeixin i modifiquin el comportament de la classe base. Aquesta tècnica pot ser beneficiosa, però s’ha d’aplicar amb cura per evitar la introducció de dependències dels detalls d’implementació.
Modificadors de refactorització i accés
El codi de refactorització pot implicar canviar els modificadors d'accés per millorar l'estructura i la manteniment.
Reducció de l’accessibilitat
Durant la refactorització, considereu la reducció de l’accessibilitat dels membres del públic o protegit a privat si ja no és necessari un accés més ampli. Aquesta pràctica millora l’encapsulació i redueix el risc d’interaccions no desitjades.
Evitar els canvis de trencament
Quan modifiqueu els nivells d’accés en una API pública, tingueu precaució de trencar els canvis. Reduir l’accessibilitat pot causar errors de compilació en codi que depèn de la vostra API.
Temes avançats
L’exploració de conceptes avançats pot aprofundir en la comprensió i l’aplicació dels modificadors d’accés.
Modificadors d'accés en patrons de disseny
Els patrons de disseny sovint dicten nivells d'accés específics. Per exemple, el patró de Singleton requereix un constructor privat per evitar que la instantània fora de la classe.
Modificadors en multithreading
En aplicacions multithreaded, els modificadors d'accés tenen un paper en la seguretat del fil. Els membres privats poden evitar problemes d'accés simultània, però necessiten accés sincronitzat quan es comparteixen a través de fils.
Conclusió
Comprendre la distinció entre els modificadors d'accés protegits i privats és essencial per escriure un codi eficaç orientat a objectes. Si bé privat assegura el màxim encapsulació, els membres propis protegits ofereixen un saldo permetent accedir a la subclasse. Prendre decisions informades sobre els nivells d’accés millora la seguretat del codi, la manteniment i l’extensibilitat.
En adherir -se a les bones pràctiques i considerant les implicacions de cada modificador, els desenvolupadors poden crear arquitectures de programari robustes i flexibles. Aprofitar el modificador d’accés adequat és una habilitat crítica que contribueix a la qualitat i l’èxit generals dels projectes de programari.
