導入
オブジェクト指向プログラミングの領域では、堅牢で保守可能なコードを設計するためにアクセス修飾子を理解することが重要です。の概念は 保護されたプライベートアクセスレベル と プライベートアクセスレベル 、カプセル化に重要な役割を果たします。これは、オブジェクトの状態の完全性を保証する基本原則です。開発者は、多くの場合、これら2つの修飾子を選択して、アプリケーション内のアクセシビリティとセキュリティのバランスをとることに取り組んでいます。この記事は、のニュアンスを掘り下げ 保護された自分のメンバー 、さまざまなプログラミング言語への影響を調査します。
アクセス修飾子の理解
アクセス修飾子は、クラス、方法、変数のアクセシビリティを設定するためにオブジェクト指向言語で使用されるキーワードです。彼らは、クラスのメンバーにプログラムの他の部分でどのようにアクセスできるかを定義します。プライマリアクセス修飾子には、 パブリック, プロテクション, プライベート、時には デフォルト または 内部が含まれます。言語に応じて、
パブリックアクセス修飾子
に宣言されたメンバーは、 一般 他のクラスからアクセスできます。このレベルのアクセシビリティにより、可能な限り幅広いアクセスが可能になりますが、意図しない相互作用とカプセルの減少につながる可能性があります。
プライベートアクセス修飾子
修飾子 プライベートアクセス は、クラスメンバーが宣言されているクラスへの可視性を制限します。これにより、高いレベルのカプセル化が保証され、外部クラスがこれらのメンバーに直接アクセスまたは変更できなくなります。
保護されたアクセス修飾子
を持つメンバーは 保護された修飾子 、自分のクラス内および派生クラス内でアクセスできます。このアクセスレベルは、のバランスをとっている プライベート と パブリックため、サブクラスは、ある程度のカプセル化を維持しながら機能を活用して拡張できます。
プライベートと保護された：重要な違い
の根本的な違いは、 プライベート と 保護されたアクセス修飾子 サブクラスと外部クラスに提供されるアクセシビリティのレベルにあります。
サブクラスのアクセシビリティ
サブクラスが同じパッケージまたはモジュール内にある場合でも、プライベートメンバーはサブクラスにアクセスできません。これは、として宣言された方法または変数を プライベート 派生したクラスで継承したり、直接使用したりできないことを意味します。対照的に、 保護された自身の メンバーはサブクラス内でアクセスでき、継承と多型が効果的に機能することができます。
カプセル化とセキュリティ
を使用すると プライベートメンバー 、他のすべてのクラスから実装の詳細を隠すことにより、カプセル化が強化されます。これにより、意図しない干渉を防ぐことができますが、拡張性を制限する可能性があります。一方、 保護された メンバーは特定の詳細をサブクラスに公開し、拡張機能を促進しますが、慎重に管理されていなければ、カプセル化を危険にさらす可能性があります。
実用的なアプリケーション
を選択することは 保護されたもの と プライベート 、開発されているソフトウェアの特定の要件に依存します。
プライベートを使用するタイミング
を使用してください。 プライベート 厳格なカプセル化を実施するときは、これは、クラスの外部で変更またはアクセスしてはならないユーティリティ方法または変数に適しています。内部状態を保護し、クラスの内部の変更が外部クラスに影響を与えないことを保証します。
保護された時期
を選択します。 保護された独自のメンバー 継承を目的としたクラスを設計するときは、これにより、サブクラスはこれらのメンバーにアクセスして変更し、コードの再利用と拡張を促進できます。拡張性が重要な関心事であるフレームワークとライブラリでは不可欠です。
さまざまなプログラミング言語の例
異なる言語がこれらのアクセス修飾子をどのように実装するかを理解することは、言語間開発やオブジェクト指向のプログラミングの可能性を最大限に活用するために重要です。
Java
Javaでは、 保護された アクセス修飾子は、同じパッケージ内の可視性を提供し、異なるパッケージに属していても、サブクラスに視認性を提供します。修飾子 プライベート は、宣言するクラスのみへのアクセスを制限します。これが例です：
public class parent {
protected void display（）{
// protected method
}
}
public class Child extends parent {
public void show（）{
display（）; //アクセス可能
}
}
C ++
C ++は同様のパターンに従いますが、継承アクセスレベルを指定することで追加されます。保護されたメンバーは派生クラスでアクセスできますが、プライベートメンバーは派生していません。
クラスベース{
protected：
int protectedvar;
プライベート：
int privatevar;
};
クラス派生：パブリックベース{
void function（）{
protectedvar = 1; //アクセス可能な
privatevar = 1; //アクセスできない
}
};
ソフトウェア設計への影響
の選択は、 保護されたもの と プライベート コードの柔軟性とセキュリティに影響します。
拡張性
使用すると 保護された独自のメンバーを 、クラスの拡張性が向上します。サブクラスは、これらのメンバーを継承および活用して、基本クラスを変更せずに既存の機能に基づいて構築できます。
メンテナンス
クラスの内部を露出しすぎると、 保護された メンテナンスの課題につながる可能性があります。基本クラスの変更は、予期せぬ方法でサブクラスに影響を与え、コードベースの管理が難しくなる可能性があります。
ベストプラクティス
ベストプラクティスを順守することで、アクセス修飾子を使用することで、コードが妨げられるのではなく、コードが強化されます。
継承よりも構成を好む
に依存していると、 保護されたメンバー 過度の継承を示すことができます。構成を使用してコードの再利用を実現することを検討してください。これは、多くの場合、より柔軟で保守可能なコードをもたらすことがよくあります。
最小限の必要なアクセス
必要な最小レベルのアクセスを許可します。メンバーがサブクラスでアクセスする必要がない場合は、 プライベートにしてください。この実践は、意図しない副作用の可能性を減らします。
ケーススタディ
アクセス修飾子の選択が大きな影響を与えた現実世界のシナリオを調べることで、貴重な洞察を提供できます。
オープンソースフレームワーク
多くのフレームワークは、 保護された独自の メンバーを公開して、開発者が基本クラスを拡張できるようにします。たとえば、Webフレームワークでは、ベースコントローラーのクラスには、 保護されていることがよくあります。 動作をカスタマイズするためにオーバーライドできるメソッドが
過剰露出によるセキュリティ違反
の誤用がセキュリティの脆弱性につながった事例があります 保護されたアクセス 。サブクラスは、意図しない方法で基本クラスの内部にアクセスおよび修正され、不安定性と違反を引き起こします。
言語機能の影響
言語固有の機能は、アクセス修飾子の動作に影響を与え、ソフトウェアを設計するときに考慮すべきです。
C ++の友達クラス
C ++は、の概念を紹介します 友人のクラスと機能 。これは、別のクラスのプライベートメンバーと保護されたメンバーにアクセスできます。この機能は、アクセス制御に複雑さを追加し、慎重に使用する必要があります。
JavaとC＃の反省
JavaやC＃などの言語は、実行時にプライベートメンバーにアクセスできるリフレクションを許可します。強力ですが、この機能はアクセス制御を損なう可能性があり、注意して処理する必要があります。
テストおよびアクセス修飾子
アクセス修飾子は、コードを効果的にテストする機能に影響を与える可能性があります。
プライベートメンバーのテスト
民間メンバーを直接テストすることは一般に落胆します。代わりに、テストはパブリックインターフェイスに焦点を当てる必要があります。ただし、これにより、完全なコードカバレッジを達成するのが難しい場合があります。
テストで保護されたメンバー
使用すると、 保護された独自のメンバーを テストサブクラスが基本クラスの動作にアクセスして変更できるようにすることにより、テストを容易にすることができます。この手法は有益ですが、実装の詳細に依存関係を導入しないように慎重に適用する必要があります。
リファクタリングおよびアクセス修飾子
リファクタリングコードには、アクセス修飾子を変更して、構造と保守性を向上させることが含まれます。
アクセシビリティを削減します
リファクタリング中に、メンバーのアクセシビリティを 公開 または 保護することを検討してください。 に プライベート より広範なアクセスが不要になった場合、このプラクティスは、カプセル化を促進し、意図しない相互作用のリスクを軽減します。
壊れた変更を避けます
パブリックAPIでアクセスレベルを変更するときは、変更を破ることに注意してください。アクセシビリティを減らすと、APIに依存するコードのコンピレーションエラーが発生する可能性があります。
高度なトピック
高度な概念を探索すると、アクセス修飾子の理解と適用が深まります。
設計パターンの修飾子にアクセスします
デザインパターンは、多くの場合、特定のアクセスレベルを決定します。たとえば、シングルトンパターンでは、クラスの外側からのインスタンス化を防ぐためにプライベートコンストラクターが必要です。
マルチスレッドの修飾子
マルチスレッドアプリケーションでは、アクセス修飾子がスレッドの安全性に役割を果たします。プライベートメンバーは、同時アクセスの問題を防ぐことができますが、スレッド間で共有される場合は同期アクセスが必要です。
結論
の区別を理解することが不可欠です。 保護された修飾子 と プライベートアクセス修飾子 効果的なオブジェクト指向のコードを作成するには、が プライベートは最大のカプセル化を保証します 、 保護された保護された メンバーは、サブクラスアクセスを許可することでバランスを提供します。アクセスレベルについて情報に基づいた決定を下すことで、コードセキュリティ、保守性、拡張性が向上します。
ベストプラクティスを順守し、各修飾子の意味を考慮することにより、開発者は堅牢で柔軟なソフトウェアアーキテクチャを作成できます。適切なアクセス修飾子を活用することは、ソフトウェアプロジェクトの全体的な品質と成功に貢献する重要なスキルです。
