Вступ
У царині об'єктно-орієнтованого програмування розуміння модифікаторів доступу має вирішальне значення для розробки надійного та реконструктивного коду. Поняття захищеного та приватного доступу відіграють значну роль у інкапсуляції, фундаментальному принципі, який забезпечує цілісність стану об'єкта. Розробники часто стикаються з вибором між цими двома модифікаторами, щоб збалансувати доступність та безпеку в межах своїх програм. Ця стаття заглиблюється в нюанси захищених власних членів, вивчаючи їх наслідки на різних мовах програмування.
Розуміння модифікаторів доступу
Модифікатори доступу-це ключові слова, що використовуються в об'єктно-орієнтованих мовах для встановлення доступності класів, методів та змінних. Вони визначають, як до членів класу можна отримати доступ в інших частинах програми. Основні модифікатори доступу включають приватні , загальнодоступні , , а іноді і за замовчуванням або внутрішні , залежно від мови.
Модифікатор публічного доступу
Члени, оголошені публікою , доступні з будь -якого іншого класу. Цей рівень доступності дозволяє отримати найширший доступ, але може призвести до ненавмисних взаємодій та зменшеної інкапсуляції.
Модифікатор приватного доступу
Модифікатор приватного доступу обмежує видимість членів класу до класу, в якому вони оголошені. Це забезпечує високий рівень інкапсуляції, запобігаючи безпосередньому доступу до цих членів зовнішнім класам.
Захищений модифікатор доступу
Учасники із захищеним модифікатором доступні у власному класі та похідними класами. Цей рівень доступу вражає баланс між приватним та публічним , що дозволяє підкласам використовувати та розширювати функціональність, зберігаючи певну ступінь інкапсуляції.
Приватний проти захищеного: ключові відмінності
Основна різниця між приватними та захищеними модифікаторами доступу полягає в рівні доступності, що надається підкласам та зовнішнім класам.
Доступність у підкласах
Приватні члени недоступні в підкласах, навіть якщо підклас знаходиться в одному пакеті чи модулі. Це означає, що методи або змінні, оголошені як приватними, не можуть бути успадковані або безпосередньо використовуються в похідних класах. На відміну від цього, захищені власні члени доступні в межах підкласів, що дозволяє ефективно функціонувати успадкування та поліморфізм.
Інкапсуляція та безпека
Використання приватних членів покращує інкапсуляцію шляхом приховування деталей реалізації з усіх інших класів. Це може запобігти непередбачуваному перешкоді, але може обмежити розширення. З іншого боку, захищені члени піддають певні деталі до підкласів, полегшуючи розширення, але потенційно ризикують інкапсуляцією, якщо не керують ретельно.
Практичні програми
Вибір між захищеними та приватними залежить від конкретних вимог розробки програмного забезпечення.
Коли користуватися приватним
Використовуйте приватне , коли ви хочете застосувати сувору інкапсуляцію. Це підходить для комунальних методів або змінних, які не слід змінювати або отримувати доступ за межами класу. Він забезпечує внутрішній стан та забезпечує модифікації внутрішніх класів класу не впливають на зовнішні класи.
Коли використовувати захищені
Вибирайте захищених власних членів при розробці класу, призначеного для спадщини. Це дозволяє підкласам отримати доступ та змінювати ці члени, сприяючи повторному використанню та розширенню коду. Це важливо в рамках та бібліотеках, де розширюваність викликає ключове питання.
Приклади на різних мовах програмування
Розуміння того, як різні мови впроваджують ці модифікатори доступу, має вирішальне значення для міжмовного розвитку та для використання повного потенціалу об'єктно-орієнтованого програмування.
Ява
У Java модифікатор захищеного доступу забезпечує видимість в одному пакеті та підкласів, навіть якщо вони знаходяться в різних пакетах. Приватний . модифікатор обмежує доступ лише до класу, що оголошує Ось приклад:
public Class Parent {
захищений недійсний дисплей () {
// Захищений метод
}
}
Дитина публічного класу розширює батьківський {
public void show () {
display (); // доступний
}
}
C ++
C ++ слідує за аналогічною схемою, але з додаванням уточнення рівнів доступу до успадкування. Захищені члени доступні у похідних класах, тоді як приватні члени - ні.
база класу {
захищена:
int protectedvar;
приватний:
int privatevar;
};
Клас походить: публічна база {
void function () {
protectedVar = 1; // доступний
privatevar = 1; // недоступний
}
};
Наслідки для дизайну програмного забезпечення
Вибір між захищеним та приватним впливає на гнучкість та безпеку вашого коду.
Розширення
Використання захищених власних членів збільшує розширюваність ваших класів. Підкласи можуть успадкувати та використовувати цих членів для розвитку існуючих функціональних можливостей без зміни базового класу.
Технічне обслуговування
Перенеселення внутрішніх класів із захищеними може призвести до проблем з технічним обслуговуванням. Зміни базового класу можуть впливати на підкласи непередбаченими способами, що ускладнює управління кодовою базою.
Найкращі практики
Дотримання найкращих практик гарантує, що використання модифікаторів доступу покращує ваш код, а не перешкоджає його.
Використання складу над спадщиною
Перевищення захищених членів може сигналізувати про надмірну спадщину. Подумайте про використання композиції для досягнення повторного використання коду, що часто призводить до більш гнучкого та реконструктивного коду.
Мінімальний необхідний доступ
Надайте мінімальний рівень необхідного доступу. Якщо члену не потрібно отримати доступ до підкласів, зробіть його приватним . Ця практика зменшує потенціал для ненавмисних побічних ефектів.
Тематичні дослідження
Вивчення сценаріїв у реальному світі, де вибір модифікаторів доступу мав значні наслідки, може забезпечити цінну інформацію.
Рамки з відкритим кодом
Багато рамок піддають захищених власних членів, щоб розробникам розширити базові класи. Наприклад, у веб -рамках класи базового контролера часто мають захищені методи, які можна перекрити для налаштування поведінки.
Порушення безпеки від перенапруження
Були випадки, коли неправильне використання захищеного доступу призвело до вразливості безпеки. Підкласи доступні та модифікований внутрішній клас базового класу ненавмисно, викликаючи нестабільність та порушення.
Вплив мовних особливостей
Особливості, що стосуються мови, можуть впливати на те, як поводяться модифікатори доступу, і їх слід враховувати при розробці програмного забезпечення.
Заняття другом у C ++
C ++ представляє концепцію класів та функцій друзів , яка може отримати доступ до приватних та захищених членів іншого класу. Ця функція додає складності для доступу до контролю і повинна використовуватися розумно.
Роздуми на Яві та C#
Такі мови, як Java та C# Дозволити роздуми, які можуть отримати доступ до приватних членів під час виконання. Незважаючи на те, що ця спроможність може підірвати контроль доступу, і її слід поводитися обережно.
Тестування та доступ до модифікаторів
Модифікатори доступу можуть впливати на здатність ефективно тестувати код.
Тестування приватних членів
Тестування приватних членів, як правило, відлякують. Натомість тести повинні зосереджуватися на публічних інтерфейсах. Однак це іноді може зробити складним досягненням повного покриття коду.
Захищені члени при тестуванні
Використання захищених власних членів може полегшити тестування, дозволяючи тестовим підкласам отримати доступ та змінювати поведінку базового класу. Ця методика може бути корисною, але її слід застосовувати ретельно, щоб уникнути введення залежності від деталей щодо впровадження.
Модифікатори рефакторингу та доступу
Код рефакторингу може включати зміну модифікаторів доступу для поліпшення структури та ремонтопридатності.
Зменшення доступності
Під час рефакторингу розгляньте зменшення доступності членів від громадського або захищеного до приватного, якщо широкий доступ більше не потрібно. Ця практика посилює інкапсуляцію та знижує ризик непередбачуваних взаємодій.
Уникнення змін змін
Змінюючи рівні доступу в публічному API, будьте обережні у порушенні змін. Зменшення доступності може спричинити помилки компіляції в коді, що залежить від вашого API.
Розширені теми
Дослідження розширених понять може поглибити розуміння та застосування модифікаторів доступу.
Модифікатори доступу до моделей дизайну
Шаблони проектування часто диктують конкретні рівні доступу. Наприклад, модель синглтона вимагає приватного конструктора, щоб запобігти інстанціації поза класом.
Модифікатори в багатопоточці
У багатопотокових програмах модифікатори доступу відіграють роль у безпеці потоків. Приватні члени можуть запобігти одночасним питанням доступу, але потребують синхронізованого доступу, коли вони поділяються в потоках.
Висновок
Розуміння різниці між захищеними та приватними модифікаторами доступу є важливим для написання ефективного об'єктно-орієнтованого коду. Хоча приватне забезпечує максимальну інкапсуляцію, захищені власні члени пропонують баланс, дозволяючи доступу до підкласів. Прийняття обґрунтованих рішень щодо рівнів доступу підвищує безпеку коду, ремонтопридатність та розширюваність.
Дотримуючись найкращих практик та враховуючи наслідки кожного модифікатора, розробники можуть створювати надійні та гнучкі архітектури програмного забезпечення. Використання відповідного модифікатора доступу - це критична навичка, яка сприяє загальній якості та успіху програмних проектів.
