Introduktion
På området för objektorienterad programmering är förståelse av åtkomstmodifierare avgörande för att utforma robust och underhållbar kod. Begreppen för skyddade och privata åtkomstnivåer spelar en viktig roll i kapsling, en grundläggande princip som säkerställer integriteten i ett objekts tillstånd. Utvecklare kämpar ofta med att välja mellan dessa två modifierare för att balansera tillgänglighet och säkerhet inom sina applikationer. Den här artikeln fördjupar nyanserna hos skyddade egna medlemmar och undersöker deras konsekvenser på olika programmeringsspråk.
Förstå åtkomstmodifierare
Åtkomstmodifierare är nyckelord som används på objektorienterade språk för att ställa in tillgängligheten för klasser, metoder och variabler. De definierar hur medlemmarna i en klass kan nås i andra delar av programmet. De primära åtkomstmodifierarna inkluderar offentlig , skyddad , privat och ibland standard eller intern , beroende på språket.
Allmäntillgångsmodifierare
Medlemmar som förklaras som allmänheten är tillgängliga från någon annan klass. Denna tillgänglighetsnivå möjliggör en större möjlig åtkomst men kan leda till oavsiktliga interaktioner och minskad kapsling.
Privat åtkomstmodifierare
Den privata åtkomstmodifieraren begränsar synligheten för klassmedlemmar till den klass där de förklaras. Detta säkerställer en hög inkapslingsnivå, vilket förhindrar externa klasser från att direkt komma åt eller modifiera dessa medlemmar.
Skyddad åtkomstmodifierare
Medlemmar med den skyddade modifieraren är tillgängliga inom sin egen klass och av härledda klasser. Denna åtkomstnivå ger en balans mellan privat och offentligt , vilket gör att underklasser kan använda och utöka funktionaliteten samtidigt som man bibehåller en viss grad av inkapsling.
Privat kontra skyddat: nyckelskillnader
Den grundläggande skillnaden mellan privata och skyddade åtkomstmodifierare ligger i nivån på tillgänglighet som tillhandahålls till underklasser och externa klasser.
Tillgänglighet i underklasser
Privata medlemmar är inte tillgängliga i underklasser, även om underklassen ligger inom samma paket eller modul. Detta innebär att metoder eller variabler som deklareras som privata inte kan ärvas eller direkt användas i härledda klasser. Däremot är skyddade egna medlemmar tillgängliga inom underklasser, vilket möjliggör arv och polymorfism att fungera effektivt.
Inkapsling och säkerhet
Att använda privata medlemmar förbättrar inkapsling genom att dölja implementeringsdetaljer från alla andra klasser. Detta kan förhindra oavsiktlig störning men kan begränsa utdragbarheten. Å andra sidan utsätter skyddade medlemmar vissa detaljer för underklasser, underlättar förlängning men potentiellt riskerar kapsling om den inte hanteras noggrant.
Praktiska tillämpningar
Att välja mellan skyddad och privat beror på de specifika kraven för programvaran som utvecklas.
När ska man använda privat
Använd privat när du vill upprätthålla strikt inkapsling. Detta är lämpligt för verktygsmetoder eller variabler som inte bör ändras eller nås utanför klassen. Det skyddar det interna tillståndet och säkerställer att modifieringar av klassinternalerna inte påverkar externa klasser.
När ska man använda skyddad
Välj skyddade egna medlemmar när du utformar en klass avsedd för arv. Detta gör att underklasser kan komma åt och ändra dessa medlemmar, främja återanvändning och förlängning av koden. Det är viktigt i ramar och bibliotek där utdragbarhet är ett viktigt problem.
Exempel på olika programmeringsspråk
Att förstå hur olika språk implementerar dessa åtkomstmodifierare är avgörande för tvärspråkig utveckling och för att utnyttja den fulla potentialen för objektorienterad programmering.
Java
I Java ger den skyddade åtkomstmodifieraren synlighet i samma paket och till underklasser även om de är i olika paket. Den privata modifieraren begränsar åtkomsten till den förklarande klassen. Här är ett exempel:
public class Parent {
Protected void display () {
// skyddad metod
}
}
public class Child Extends Parent {
public void show () {
display (); // Tillgänglig
}
}
C ++
C ++ följer ett liknande mönster, men med tillägget av att ange åtkomstnivåer för arv. Skyddade medlemmar är tillgängliga i härledda klasser, medan privata medlemmar inte är det.
Klassbas {
Protected:
int Protectedvar;
Privat:
int privatevar;
};
klass härledd: public bas {
void function () {
protectedvar = 1; // Tillgänglig
privatvar = 1; // inte tillgängligt
}
};
Implikationer för mjukvarudesign
Valet mellan skyddad och privat påverkar flexibiliteten och säkerheten för din kod.
Sträckbarhet
Att använda skyddade egna medlemmar ökar utdragbarheten för dina klasser. Underklasser kan ärva och utnyttja dessa medlemmar för att bygga vidare på befintlig funktionalitet utan att modifiera basklassen.
Underhåll
Överexponering av klasser med skyddade kan leda till underhållsutmaningar. Förändringar i basklassen kan påverka underklasser på oförutsedda sätt, vilket gör kodbasen svårare att hantera.
Bästa praxis
Att följa bästa metoder säkerställer att din användning av åtkomstmodifierare förbättrar din kod snarare än hindrar den.
Gynna komposition över arv
Överbelastning av skyddade medlemmar kan signalera överdriven arv. Överväg att använda komposition för att uppnå återanvändning av kod, vilket ofta resulterar i mer flexibel och underhållbar kod.
Minimal nödvändig åtkomst
Ge den minimala åtkomstnivån som krävs. Om en medlem inte behöver nås av underklasser, gör den privat . Denna praxis minskar potentialen för oavsiktliga biverkningar.
Fallstudier
Att undersöka verkliga scenarier där valet av åtkomstmodifierare hade betydande effekter kan ge värdefull insikt.
Ramar med öppen källkod
Många ramar exponerar skyddade egna medlemmar för att låta utvecklare utvidga basklasserna. Till exempel, i webbramar har baskontrollklasser ofta skyddade metoder som kan åsidosättas för att anpassa beteende.
Säkerhetsbrott från överexponering
Det har förekommit fall där missbruk av skyddad tillgång ledde till säkerhetssårbarheter. Underklasser åtkomst och modifierade basklassinteraler på oavsiktliga sätt, vilket orsakar instabilitet och överträdelser.
Påverkan av språkfunktioner
Språkspecifika funktioner kan påverka hur åtkomstmodifierare beter sig och bör övervägas vid utformning av programvara.
Vänskurser i C ++
C ++ introducerar begreppet vänklasser och funktioner, som kan få tillgång till privata och skyddade medlemmar i en annan klass. Denna funktion lägger till komplexitet för åtkomstkontroll och måste användas på ett klokt sätt.
Reflektion i Java och C#
Språk som Java och C# tillåter reflektion, som kan komma åt privata medlemmar vid körning. Även om den är kraftfull kan denna kapacitet undergräva åtkomstkontrollerna och bör hanteras med försiktighet.
Testning och åtkomstmodifierare
Åtkomstmodifierare kan påverka förmågan att testa kod effektivt.
Testa privata medlemmar
Testning av privata medlemmar direkt är i allmänhet avskräckt. Istället bör tester fokusera på offentliga gränssnitt. Detta kan emellertid ibland göra det utmanande att uppnå full kodtäckning.
Skyddade medlemmar i testning
Att använda skyddade egna medlemmar kan underlätta testning genom att låta testunderklasser komma åt och ändra basklassbeteende. Denna teknik kan vara fördelaktig men bör tillämpas noggrant för att undvika att införa beroenden av implementeringsdetaljer.
Refactoring och åtkomstmodifierare
Refactoring Code kan innebära att ändra åtkomstmodifierare för att förbättra strukturen och underhållbarhet.
Minska tillgängligheten
Under refactoring kan du överväga att minska medlemmarnas tillgänglighet från allmänheten eller skyddad till privat om det inte längre krävs för bredare åtkomst. Denna praxis förbättrar inkapsling och minskar risken för oavsiktliga interaktioner.
Undvika att bryta förändringar
När du modifierar åtkomstnivåer i ett offentligt API, var försiktig med att bryta förändringar. Att minska tillgängligheten kan orsaka sammanställningsfel i kod som beror på ditt API.
Avancerade ämnen
Att utforska avancerade koncept kan fördjupa förståelse och tillämpning av åtkomstmodifierare.
Åtkomstmodifierare i designmönster
Designmönster dikterar ofta specifika åtkomstnivåer. Till exempel kräver singletonmönstret en privat konstruktör för att förhindra instansering utanför klassen.
Modifierare i multithreading
I multitreaded -applikationer spelar åtkomstmodifierare en roll i trådsäkerhet. Privata medlemmar kan förhindra samtidiga åtkomstproblem men behöver synkroniserad åtkomst när de delas över trådar.
Slutsats
Att förstå skillnaden mellan skyddade och privata åtkomstmodifierare är avgörande för att skriva effektiv objektorienterad kod. Medan privat säkerställer maximal kapsling, erbjuder skyddade egna medlemmar en balans genom att tillåta åtkomst underklass. Att fatta välgrundade beslut om åtkomstnivåer förbättrar kodsäkerhet, underhållbarhet och utdragbarhet.
Genom att följa bästa metoder och överväga konsekvenserna av varje modifierare kan utvecklare skapa robusta och flexibla mjukvaruarkitekturer. Att utnyttja lämplig åtkomstmodifierare är en kritisk färdighet som bidrar till den totala kvaliteten och framgången för programvaruprojekt.
