Invoering
Op het gebied van objectgeoriënteerde programmering is het begrijpen van toegangsmodificatoren cruciaal voor het ontwerpen van robuuste en onderhoudbare code. De concepten van beschermde en particuliere toegangsniveaus spelen een belangrijke rol bij inkapseling, een fundamenteel principe dat de integriteit van de staat van een object waarborgt. Ontwikkelaars worstelen vaak met het kiezen tussen deze twee modificaties om de toegankelijkheid en beveiliging in hun applicaties in evenwicht te brengen. Dit artikel duikt in de nuances van beschermde eigen leden en onderzoekt hun implicaties in verschillende programmeertalen.
Access Modifiers begrijpen
Toegangsmodificatoren zijn trefwoorden die in objectgeoriënteerde talen worden gebruikt om de toegankelijkheid van klassen, methoden en variabelen in te stellen. Ze bepalen hoe de leden van een klasse toegankelijk zijn in andere delen van het programma. De primaire toegangsmodificatoren omvatten openbaar , beschermde , privé en soms standaard of intern , afhankelijk van de taal.
Openbare toegangsmodifier
Leden die als publiek worden verklaard, zijn toegankelijk vanaf elke andere klasse. Dit niveau van toegankelijkheid zorgt voor de breedst mogelijke toegang, maar kan leiden tot onbedoelde interacties en verminderde inkapseling.
Private Access Modifier
De particuliere toegangsmodifier beperkt de zichtbaarheid van klassenleden tot de klasse waarin ze worden verklaard. Dit zorgt voor een hoog niveau van inkapseling, waardoor externe klassen deze leden rechtstreeks toegang hebben of wijzigen.
Beschermde toegangsmodifier
Leden met de beschermde modificator zijn toegankelijk binnen hun eigen klasse en door afgeleide klassen. Dit toegangsniveau vindt een evenwicht tussen privé en publiek , waardoor subklassen de functionaliteit kunnen gebruiken en uitbreiden met behoud van een zekere mate van inkapseling.
Privé versus beschermd: belangrijke verschillen
Het fundamentele verschil tussen particuliere en beschermde toegangsmodificatoren ligt in het niveau van toegankelijkheid dat wordt verstrekt aan subklassen en externe klassen.
Toegankelijkheid in subklassen
Particuliere leden zijn niet toegankelijk in subklassen, zelfs als de subklasse zich binnen hetzelfde pakket of module bevindt. Dit betekent dat methoden of variabelen die als privé worden aangegeven , niet kunnen worden geërfd of direct worden gebruikt in afgeleide klassen. daarentegen Beschermde eigen leden zijn toegankelijk binnen subklassen, waardoor overerving en polymorfisme effectief kunnen functioneren.
Inkapseling en beveiliging
Het gebruik van particuliere leden verbetert inkapseling door implementatiegegevens voor alle andere klassen te verbergen. Dit kan onbedoelde interferentie voorkomen, maar kan de uitbreidbaarheid beperken. Aan de andere kant stellen beschermde leden bepaalde details bloot aan subklassen, waardoor de uitbreiding wordt vergemakkelijkt, maar mogelijk inkapseling riskeren als ze niet zorgvuldig worden beheerd.
Praktische toepassingen
Kiezen tussen beschermde en private hangt af van de specifieke vereisten van de ontwikkelde software.
Wanneer privé te gebruiken
Gebruik privé wanneer u strikte inkapseling wilt afdwingen. Dit is geschikt voor hulpprogramma's of variabelen die niet buiten de klas moeten worden gewijzigd of toegankelijk moeten worden. Het beschermt de interne staat en zorgt ervoor dat wijzigingen aan de klasse -internals geen externe klassen beïnvloeden.
Wanneer te gebruiken beschermd
Kies voor beschermde eigen leden bij het ontwerpen van een klasse bedoeld voor overerving. Hierdoor kunnen subklassen toegang krijgen tot en deze leden wijzigen, waardoor code hergebruik en -verlenging bevorderen. Het is essentieel in kaders en bibliotheken waar uitbreidbaarheid een belangrijke zorg is.
Voorbeelden in verschillende programmeertalen
Inzicht in hoe verschillende talen deze toegangsmodificatoren implementeren, is cruciaal voor de ontwikkeling van de cross-taal en voor het gebruik van het volledige potentieel van objectgeoriënteerde programmering.
Java
In Java biedt de beschermde toegangsmodifier zichtbaarheid binnen hetzelfde pakket en voor subklassen, zelfs als ze zich in verschillende pakketten bevinden. De particuliere modificator beperkt de toegang tot de klasse alleen. Hier is een voorbeeld:
public class ouder {
beschermd void display () {
// beschermde methode
}
}
public class kind breidt ouder {
public void show () {
display (); // Toegankelijk
}
}
C ++
C ++ volgt een soortgelijk patroon, maar met de toevoeging van het specificeren van de toegangsniveaus van overerving. Beschermde leden zijn toegankelijk in afgeleide klassen, terwijl particuliere leden dat niet zijn.
class base {
protected:
int protectedVar;
Privé:
Int PrivateVar;
};
klasse afgeleid: public base {
void function () {
protectedVar = 1; // toegankelijke
privateVar = 1; // niet toegankelijk
}
};
Implicaties voor softwareontwerp
De keuze tussen beschermde en privé beïnvloedt de flexibiliteit en beveiliging van uw code.
Uitbreidbaarheid
Het gebruik van beschermde eigen leden verhoogt de uitbreidbaarheid van uw klassen. Subklassen kunnen deze leden erven en gebruiken om voort te bouwen op bestaande functionaliteit zonder de basisklasse te wijzigen.
Onderhoud
Internals van de klassen met beschermde klassen kunnen leiden tot onderhoudsuitdagingen. Veranderingen in de basisklasse kunnen op onvoorziene manieren van invloed zijn op subklassen, waardoor de codebase moeilijker te beheren is.
Best practices
Het naleven van best practices zorgt ervoor dat uw gebruik van toegangsmodificatoren uw code verbetert in plaats van deze te belemmeren.
De voorkeur geven aan samenstelling boven erfenis
Overheffing van beschermde leden kan een overmatige overerving aangeven. Overweeg het gebruik van compositie om code -hergebruik te bereiken, wat vaak resulteert in meer flexibele en onderhoudbare code.
Minimale noodzakelijke toegang
Geef het vereiste minimale niveau van toegang toe. Als een lid niet toegankelijk is voor subklassen, maak het dan privé . Deze praktijk vermindert het potentieel voor onbedoelde bijwerkingen.
Casestudy
Het onderzoeken van real-world scenario's waarbij de keuze van toegangsmodificatoren aanzienlijke effecten had, kan waardevolle inzichten bieden.
Open-source frameworks
Veel frameworks stellen beschermde eigen leden bloot om ontwikkelaars in staat te stellen basisklassen uit te breiden. In web frameworks hebben base -controllerklassen bijvoorbeeld vaak beschermde methoden die kunnen worden opgeheven om gedrag aan te passen.
Beveiligingsinbreuken van overmatige blootstelling
Er zijn gevallen geweest waarin misbruik van beschermde toegang leidde tot kwetsbaarheden voor beveiliging. Subklassen zijn op een onbedoelde manieren toegankelijk en gemodificeerde basisklasse -internals, wat instabiliteit en inbreuken veroorzaakt.
De impact van taalfuncties
Taalspecifieke functies kunnen beïnvloeden hoe toegangsmodificatoren zich gedragen en moeten worden overwogen bij het ontwerpen van software.
Vriendklassen in C ++
C ++ introduceert het concept van vriendenklassen en functies, die toegang hebben tot private en beschermde leden van een andere klasse. Deze functie voegt complexiteit toe om toegang te krijgen tot controle en moet oordeelkundig worden gebruikt.
Reflectie in Java en C#
Talen zoals Java en C# staan reflectie toe, die toegang hebben tot particuliere leden tijdens runtime. Hoewel krachtig, kan deze mogelijkheid de toegangscontroles ondermijnen en met zorg worden behandeld.
Modificatoren testen en toegang te krijgen
Toegangsmodificatoren kunnen de mogelijkheid om code effectief te testen beïnvloeden.
Particuliere leden testen
Rechtstreeks testen van particuliere leden wordt over het algemeen ontmoedigd. In plaats daarvan moeten tests zich richten op openbare interfaces. Dit kan het echter soms een uitdaging maken om volledige codedekking te bereiken.
Beschermde leden bij het testen
Het gebruik van beschermde eigen leden kan testen vergemakkelijken door testsubklassen te laten toegang krijgen tot het gedrag van de basisklasse. Deze techniek kan gunstig zijn, maar moet zorgvuldig worden toegepast om te voorkomen dat afhankelijkheden van implementatiegegevens worden geïntroduceerd.
Refactoring en toegang tot modificaties
Refactoringcode kan het wijzigen van toegangsmodificatoren omvatten om de structuur en de onderhoudbaarheid te verbeteren.
De toegankelijkheid verminderen
Overweeg tijdens het refacteren de toegankelijkheid van leden van het openbaar of beschermd tot privé als bredere toegang niet langer vereist is. Deze praktijk verbetert inkapseling en vermindert het risico op onbedoelde interacties.
Het vermijden van brekenveranderingen
Wanneer u de toegangsniveaus in een openbare API wijzigt, moet u voorzichtig zijn met het breken van veranderingen. Het verminderen van de toegankelijkheid kan compilatiefouten in code veroorzaken die afhankelijk zijn van uw API.
Geavanceerde onderwerpen
Het verkennen van geavanceerde concepten kan het begrip en de toepassing van toegangsmodificatoren verdiepen.
Toegang tot modificatoren in ontwerppatronen
Ontwerppatronen dicteren vaak specifieke toegangsniveaus. Het singleton -patroon vereist bijvoorbeeld een privéconstructor om instantiatie buiten de klas te voorkomen.
Modificatoren in multithreading
In multithreaded -applicaties spelen toegangsmodificatoren een rol in threadveiligheid. Particuliere leden kunnen gelijktijdige toegangsproblemen voorkomen, maar moeten worden gesynchroniseerde toegang wanneer ze via threads worden gedeeld.
Conclusie
Inzicht in het onderscheid tussen beschermde en particuliere toegangsmodificatoren is essentieel voor het schrijven van effectieve objectgeoriënteerde code. Terwijl privé maximale inkapseling zorgt, bieden beschermde eigen leden een evenwicht door subklasse toegang toe te staan. Geïnformeerde beslissingen nemen over toegangsniveaus verbetert codebeveiliging, onderhoudbaarheid en uitbreidbaarheid.
Door zich te houden aan best practices en de implicaties van elke modificator te overwegen, kunnen ontwikkelaars robuuste en flexibele software -architecturen creëren. Het gebruik van de juiste toegangsmodifier is een kritieke vaardigheid die bijdraagt aan de algehele kwaliteit en het succes van softwareprojecten.
