Introduksjon
I området for objektorientert programmering er forståelse av tilgangsmodifiserere avgjørende for å designe robust og vedlikeholdbar kode. Begrepene beskyttede og private tilgangsnivåer spiller en betydelig rolle i innkapsling, et grunnleggende prinsipp som sikrer integriteten til et objekts tilstand. Utviklere sliter ofte med å velge mellom disse to modifikatorene for å balansere tilgjengelighet og sikkerhet i applikasjonene sine. Denne artikkelen fordyper nyansene til beskyttede egne medlemmer, og undersøker implikasjonene sine på forskjellige programmeringsspråk.
Forstå tilgangsmodifiserere
Tilgangsmodifiserere er nøkkelord som brukes i objektorienterte språk for å angi tilgjengeligheten til klasser, metoder og variabler. De definerer hvordan medlemmene i en klasse kan nås i andre deler av programmet. De primære tilgangsmodifikatorene inkluderer Public , Protected , Private , og noen ganger standard eller intern , avhengig av språket.
Offentlig tilgangsmodifiserer
Medlemmene erklært som offentlige er tilgjengelige fra enhver annen klasse. Dette tilgjengelighetsnivået gir mulighet for bredest mulig tilgang, men kan føre til utilsiktede interaksjoner og redusert innkapsling.
Privat tilgangsmodifiserer
Den private tilgangsmodifisereren begrenser synligheten til klassemedlemmer til klassen de blir erklært i. Dette sikrer et høyt innkapslingsnivå, og forhindrer at eksterne klasser direkte får tilgang til eller endrer disse medlemmene.
Beskyttet tilgangsmodifiserer
Medlemmer med den beskyttede modifisereren er tilgjengelige i sin egen klasse og av avledede klasser. Dette tilgangsnivået slår en balanse mellom privat og offentlig , slik at underklasser kan bruke og utvide funksjonalitet mens du opprettholder en viss grad av innkapsling.
Privat vs. beskyttet: viktige forskjeller
Den grunnleggende forskjellen mellom private og beskyttede tilgangsmodifiserere ligger i tilgjengelighetsnivået gitt til underklasser og eksterne klasser.
Tilgjengelighet i underklasser
Private medlemmer er ikke tilgjengelige i underklasser, selv om underklassen er innenfor samme pakke eller modul. Dette betyr at metoder eller variabler erklært som private ikke kan arves eller direkte brukes i avledede klasser. Derimot er beskyttede egne medlemmer tilgjengelige innenfor underklasser, noe som gjør at arv og polymorfisme kan fungere effektivt.
Innkapsling og sikkerhet
Å bruke private medlemmer forbedrer innkapsling ved å skjule implementeringsdetaljer fra alle andre klasser. Dette kan forhindre utilsiktet interferens, men kan begrense utvidbarheten. På den annen side utsetter beskyttede medlemmer visse detaljer for underklasser, noe som letter utvidelse, men potensielt risikerer innkapsling hvis ikke håndteres nøye.
Praktiske applikasjoner
Å velge mellom beskyttet og privat avhenger av de spesifikke kravene til programvaren som utvikles.
Når skal du bruke privat
Bruk privat når du vil håndheve streng innkapsling. Dette er egnet for bruksmetoder eller variabler som ikke bør endres eller få tilgang til utenfor klassen. Den beskytter den interne staten og sikrer at endringer i klassens internals ikke påvirker eksterne klasser.
Når skal du bruke beskyttet
Velg beskyttede egne medlemmer når du designer en klasse beregnet på arv. Dette lar underklasser få tilgang til og endre disse medlemmene, og fremme kode gjenbruk og utvidelse. Det er viktig innen rammer og biblioteker der utvidbarhet er en viktig bekymring.
Eksempler på forskjellige programmeringsspråk
Å forstå hvordan forskjellige språk implementerer disse tilgangsmodifikatorene er avgjørende for utvikling av tvers av språk og for å utnytte det fulle potensialet for objektorientert programmering.
Java
I Java gir den beskyttede tilgangsmodifisereren synlighet i samme pakke og til underklasser selv om de er i forskjellige pakker. Den private modifikatoren begrenser tilgangen til den erklærende klassen. Her er et eksempel:
public class Parent {
beskyttet void display () {
// beskyttet metode
}
}
offentlig klasse barn utvider foreldre {
public void show () {
display (); // tilgjengelig
}
}
C ++
C ++ følger et lignende mønster, men med tillegg til å spesifisere arveilgangsnivåer. Beskyttede medlemmer er tilgjengelige i avledede klasser, mens private medlemmer ikke er det.
Klassebase {
beskyttet:
int protectedvar;
Privat:
Int Privatevar;
};
Klasse avledet: offentlig base {
void funksjon () {
protectedvar = 1; // tilgjengelig
privatvar = 1; // ikke tilgjengelig
}
};
Implikasjoner for programvaredesign
Valget mellom beskyttet og privat påvirker fleksibiliteten og sikkerheten til koden din.
Utvidbarhet
Å bruke beskyttede egne medlemmer øker utvidbarheten av klassene dine. Underklasser kan arve og utnytte disse medlemmene for å bygge videre på eksisterende funksjonalitet uten å endre baseklassen.
Vedlikehold
Overeksponering av klasser med beskyttet kan føre til vedlikeholdsutfordringer. Endringer i baseklassen kan påvirke underklasser på uforutsette måter, noe som gjør kodebasen vanskeligere å administrere.
Beste praksis
Å overholde beste praksis sikrer at din bruk av tilgangsmodifiserere forbedrer koden din i stedet for å hindre den.
Favor komposisjon fremfor arv
Overstyr på beskyttede medlemmer kan signalisere overdreven arv. Vurder å bruke sammensetning for å oppnå gjenbruk av kode, noe som ofte resulterer i mer fleksibel og vedlikeholdbar kode.
Minimal nødvendig tilgang
Gi det minimale tilgangsnivået som kreves. Hvis et medlem ikke trenger å få tilgang til underklasser, gjør det privat . Denne praksisen reduserer potensialet for utilsiktede bivirkninger.
Casestudier
Å undersøke scenarier i den virkelige verden der valget av tilgangsmodifiserere hadde betydelige påvirkninger kan gi verdifull innsikt.
Open source rammer
Mange rammer utsetter beskyttede egne medlemmer for å la utviklere utvide baseklasser. For eksempel, i nettrammer, har basekontrollerklasser ofte beskyttede metoder som kan overstyres for å tilpasse atferd.
Sikkerhetsbrudd fra overeksponering
Det har vært tilfeller der misbruk av beskyttet tilgang førte til sikkerhetsproblemer. Underklasser som er tilgang til og modifiserte interne i baseklasse på utilsiktede måter, noe som forårsaker ustabilitet og brudd.
Effekten av språkfunksjoner
Språkspesifikke funksjoner kan påvirke hvordan tilgangsmodifiserere oppfører seg og bør vurderes når du designer programvare.
Venneklasser i C ++
C ++ introduserer begrepet venneklasser og funksjoner, som kan få tilgang til private og beskyttede medlemmer av en annen klasse. Denne funksjonen gir kompleksitet for å få tilgang til kontroll og må brukes på en god måte.
Refleksjon i Java og C#
Språk som Java og C# tillater refleksjon, som kan få tilgang til private medlemmer ved kjøretid. Selv om den er kraftig, kan denne muligheten undergrave tilgangskontroller og bør håndteres med omhu.
Testing og tilgangsmodifiserere
Tilgangsmodifiserere kan påvirke muligheten til å teste kode effektivt.
Testing av private medlemmer
Testing av private medlemmer direkte frarådes generelt. I stedet skal tester fokusere på offentlige grensesnitt. Imidlertid kan dette noen ganger gjøre det utfordrende å oppnå full kodedekning.
Beskyttede medlemmer i testing
Å bruke beskyttede egne medlemmer kan lette testing ved å la testunderklasser få tilgang til og endre baseklasseoppførsel. Denne teknikken kan være fordelaktig, men bør brukes nøye for å unngå å innføre avhengigheter av implementeringsdetaljer.
Refactoring and Access Modifiers
Refactoring Code kan innebære endrede tilgangsmodifiserere for å forbedre strukturen og vedlikeholdbarheten.
Redusere tilgjengeligheten
Under refactoring kan du vurdere å redusere medlemmets tilgjengelighet mot offentlig eller beskyttet til privat hvis det ikke lenger er nødvendig med bredere tilgang. Denne praksisen forbedrer innkapslingen og reduserer risikoen for utilsiktede interaksjoner.
Unngå å bryte endringer
Når du endrer tilgangsnivåer i et offentlig API, må du være forsiktig med å bryte endringer. Å redusere tilgjengeligheten kan forårsake kompileringsfeil i kode som avhenger av API -en din.
Avanserte emner
Å utforske avanserte konsepter kan utdype forståelsen og anvendelsen av tilgangsmodifiserere.
Tilgangsmodifiserere i designmønstre
Designmønstre dikterer ofte spesifikke tilgangsnivåer. For eksempel krever Singleton -mønsteret en privat konstruktør for å forhindre oppstart fra utenfor klassen.
Modifikatorer i multithreading
I multithreaded applikasjoner spiller tilgangsmodifiserere en rolle i trådsikkerhet. Private medlemmer kan forhindre samtidige tilgangsproblemer, men trenger synkronisert tilgang når de deles på tvers av tråder.
Konklusjon
Å forstå skillet mellom beskyttede og private tilgangsmodifiserere er avgjørende for å skrive effektiv objektorientert kode. Mens privat sikrer maksimal innkapsling, tilbyr beskyttede egne medlemmer en balanse ved å gi tilgang til underklasse. Å ta informerte beslutninger om tilgangsnivåer forbedrer kodesikkerhet, vedlikeholdbarhet og utvidbarhet.
Ved å overholde beste praksis og vurdere implikasjonene av hver modifiserer, kan utviklere skape robuste og fleksible programvarearkitekturer. Å utnytte passende tilgangsmodifiserer er en kritisk ferdighet som bidrar til den generelle kvaliteten og suksessen til programvareprosjekter.
