Содержание

Строгая инкапсуляция внутренних API в JDK 17 / Хабр

В JDK 17 вошли 14 JEP, один из которых — JEP 403 (Strongly Encapsulate JDK Internals), — строго инкапсулирует все внутренние элементы JDK, за исключением некоторых критических API, таких как sun.misc.Unsafe. Как преемник JEP 396 (Strongly Encapsulate JDK Internals by Default) он еще больше ограничивает доступ к внутренним API и к ним больше нельзя получить доступ с помощью параметра --illegal-access.

Основной целью инкапсуляции является улучшение безопасности и сопровождаемости через использование стандартного API вместо внутреннего. Это также позволит разработчикам OpenJDK изменять внутреннюю реализацию, не ломая обратной совместимости. Проверить использование в вашем коде внутренних компонент можно с помощью утилиты JDeps с плагинами Maven и Gradle.

Для открытия определенных пакетов можно использовать параметр командной строки —add-opens или атрибут Add-Opens в манифесте JAR-файла.

Например, открыть доступ к модулю java.util из всех безымянных модулей можно следующим образом:

$ java --add-opens java.base/java.util=ALL-UNNAMED 
  --classpath {classpath} -jar {jarfile}

Внутренние элементы, такие как криптографические ключи, пока еще доступны через рефлекшн. А также все классы, методы и поля из пакетов sun.* и некоторые внутренние API в пакетах com.sun.*, jdk.* и org.* . Список пакетов, которые не открыты по умолчанию можно посмотреть здесь. Также рефлекшн все еще можно использовать для пакетов  sun.misc и sun.reflect, так как они экспортируются модулем jdk.unsupported.

Строгая инкапсуляция внутренних API постепенно развивалась в течение последних лет, с тех пор как в JDK 9 появилась система модулей, обеспечивающая строгую инкапсуляцию: обращаться можно только к

public и protected (через подкласс) классам, методам и полям в пакетах, экспортированных определенным модулем.

В JDK 9 некоторые внутренние API заменены публичными, например, java.util.Base64 (класс, состоящий из статических методов для кодирования и декодирования Base64). Поэтому стоит заменить вызовы внутренних API на публичные.

Новые внутренние элементы, добавленные в JDK 9 и позднее, по умолчанию строго инкапсулированы. Однако для внутренних API, появившихся до JDK 9, строгая инкапсуляция в рантайме отсутствует.

В JDK 9 можно по-прежнему получить доступ к внутренним API через  ослабление строгой инкапсуляции с помощью параметра --illegal-access, впервые представленного в JEP 261. Значение по умолчанию --illegal-access=permit открывает весь внутренний код для безымянных модулей с доступом через рефлекшн. Альтернативой --illegal-access=permit является --illegal-access=warn. В этом случае при каждом доступе через рефлекшн выдается предупреждение. Через

--illegal-access=debug доступна дополнительная информация с трассировкой стека. Параметр --illegal-access=deny блокирует любой доступ через рефлекшн, кроме случаев, когда к модулю явно открывается доступ с помощью такого параметра как --add-opens.

В JDK 16 (JEP 396) значение по умолчанию для --illegal-access изменилось с permit на deny (другие значения по-прежнему доступны) и параметр --illegal-access объявлен устаревшим (при его использовании выводится предупреждение).

JDK 17 продолжает ограничение доступа к внутренним API. Параметр

--illegal-access больше не разрешает доступ к внутренностям, и вместо него для открытия определенных пакетов используется --add-opens.

Попытка использовать --illegal-access в JDK 17, например, со значением permit,  приведет к предупреждению:

$ java --illegal-access=permit {filename}.java
OpenJDK 64-Bit Server VM warning: Ignoring option --illegal-access=permit; 
  support was removed in 17. 0

Ожидается, что в будущем этот параметр будет полностью удален.

Попытка доступа к внутреннему API приведет к следующему исключению:

java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: 
  Unable to make field private final {type} accessible:
  module java.base does not "opens {module}" to unnamed module {module}

В статье использовались материалы от Java-сообщества. Nicolai Parlog, developer advocate в Oracle, рассказал об использовании внутренних API JDK. OkHttp (проект Square Open Source) написали, как JEP 403 повлиял на их проект, использующий внутренние API.

Материал подготовлен в рамках курса «Java Developer. Professional». Если вам интересно узнать подробнее о формате обучения и программе, познакомиться с преподавателем курса — приглашаем на день открытых дверей онлайн. Регистрация

здесь.

Инкапсуляция. Урок 6 курса «Объектно-ориентированное программирование на Python»

Под инкапсуляцией в объектно-ориентированном программировании понимается упаковка данных и методов для их обработки вместе, т. е. в классе. В Python инкапсуляция реализуется как на уровне классов, так и объектов. В ряде других языков, например в Java, под инкапсуляцией также понимают сокрытие свойств и методов, в результате чего они становятся приватными. Это значит, что доступ к ним ограничен либо пределами класса, либо модуля.

В Python подобной инкапсуляции нет, хотя существует способ ее имитировать. Перед тем как выяснять, как это делается, надо понять, зачем вообще что-то скрывать.

Дело в том, что классы бывают большими и сложными. В них может быть множество вспомогательных полей и методов, которые не должны использоваться за его пределами. Они просто для этого не предназначены. Они своего рода внутренние шестеренки, обеспечивающие нормальную работу класса.

Кроме того, в других языках программирования хорошей практикой считается сокрытие всех полей объектов, чтобы уберечь их от прямого присвоения значений из основной ветки программы. Их значения можно изменять и получать только через вызовы методов, специально определенных для этих целей.

Например, если надо проверять присваиваемое полю значение на корректность, то делать это каждый раз в основном коде программы будет неправильным. Проверочный код должен быть помещен в метод, который получает данные для присвоения полю. А само поле должно быть закрыто для доступа из вне класса. В этом случае ему невозможно будет присвоить недопустимое значение.

Часто намеренно скрываются поля самого класса, а не его объектов. Например, если класс имеет счетчик своих объектов, то необходимо исключить возможность его случайного изменения из вне. Рассмотрим пример с таким счетчиком на языке Python.

class B:
    count = 0
 
    def __init__(self):
        B.count += 1
 
    def __del__(self):
        B.count -= 1
 
 
a = B()
b = B()
print(B.count)  # выведет 2
 
del a
print(B.count)  # выведет 1

Все работает. В чем тут может быть проблема? Проблема в том, что если в основной ветке где-то по ошибке или случайно произойдет присвоение полю B.count, то счетчик будет испорчен:

… 
B. count -= 1
print(B.count)  # выведет 0, хотя остался b

Для имитации сокрытия атрибутов в Python используется соглашение (соглашение – это не синтаксическое правило языка, при желании его можно нарушить), согласно которому, если поле или метод имеют два знака подчеркивания впереди имени, но не сзади, то этот атрибут предусмотрен исключительно для внутреннего пользования:

class B:
    __count = 0
 
    def __init__(self):
        B.__count += 1
 
    def __del__(self):
        B.__count -= 1
 
 
a = B()
print(B.__count)

Попытка выполнить этот код приведет к выбросу исключения:

  ...
    print(B.__count)
AttributeError: type object 'B' has no 
attribute '__count'

То есть атрибут __count за пределами класса становится невидимым, хотя внутри класса он вполне себе видимый. Понятно, если мы не можем даже получить значение поля за пределами класса, то присвоить ему значение – тем более.

На самом деле сокрытие в Python не настоящее и доступ к счетчику мы получить все же можем. Но для этого надо написать B._B__count:

…
print(B._B__count)

Таково соглашение. Если в классе есть атрибут с двумя первыми подчеркиваниями, то для доступа извне к имени атрибута добавляется имя класса с одним впереди стоящим подчеркиванием. В результате атрибут как он есть (в данном случае __count) оказывается замаскированным. Вне класса такого атрибута просто не существует. Для программиста же наличие двух подчеркиваний перед атрибутом должно сигнализировать, что трогать его вне класса не стоит вообще, даже через _B__count, разве что при крайней необходимости.

Хорошо, мы защитили поле от случайных изменений. Но как теперь получить его значение? Сделать это можно с помощью добавления метода:

class B:
    __count = 0
 
    def __init__(self):
        B.__count += 1
 
    def __del__(self):
        B.__count -= 1
 
    def qty_objects():
        return B.__count
 
 
a = B()
b = B()
print(B.qty_objects())  # выведет 2

В данном случае метод qty_object() не принимает объект (нет self’а), поэтому вызывать его надо через класс. Хотя правильнее такие методы делать статическими (рассматривается в одном из следующих уроков).

То же самое с методами. Их можно сделать «приватными» с помощью двойного подчеркивания:

class DoubleList:
    def __init__(self, l):
        self.double = DoubleList.__make_double(l)
 
    def __make_double(old):
        new = []
        for i in old:
            new.append(i)
            new.append(i)
        return new
 
 
nums = DoubleList([1, 6, 12])
print(nums.double)
print(DoubleList.__make_double([1, 2]))

Результат:

[1, 1, 6, 6, 12, 12]
Traceback (most recent call last):
  ...
    print(DoubleList.__make_double([1, 2]))
AttributeError: type object 'DoubleList' 
has no attribute '__make_double'

В одном из комментариев к предыдущим версиям данного курса был приведен пример, согласно которому скрытые поля при присваивании им становятся открытыми:

class Full:
    def __init__(self, field):
        self.__field = field
 
    def setField(self, field):
        self. __field = field
 
    def getField(self):
        return self.__field
 
 
obj = Full(8)
obj.setField(3)
print(obj.getField())
 
try:
    print(obj.__field)
except AttributeError:
    print("Нет атрибута __field")
 
obj.__field = 5
print(obj.__field)

Результат выполнения:

3
Нет атрибута __field
5

На самом деле в данном примере поле экземпляра __field, определенное за пределами класса, – это совсем другое поле. Не тот __field, который находится в классе и обращаться к которому из вне надо с помощью _Full__field. В этом можно убедиться, если вывести на экран содержимое атрибута __dict__:

...
print(obj.__dict__)
obj.__field = 5
print(obj.__dict__)
print(obj.__field is obj._Full__field)

Результат:

...
{'_Full__field': 3}
{'_Full__field': 3, '__field': 5}
False

Поэтому в коде выше выражение obj.__field в блоке try приводит к выбросу исключения, так как происходит обращение к еще несуществующему полю, а не потому, что это поле скрыто. Когда же этому полю присваивается значение 5, то у объекта появляется новое поле.

Метод __setattr__()

В Python атрибуты объекту можно назначать за пределами класса:

>>> class A:
...     def __init__(self, v):
...             self.field1 = v
... 
>>> a = A(10)
>>> a.field2 = 20
>>> a.field1, a.field2
(10, 20)

Если такое поведение нежелательно, его можно запретить с помощью метода перегрузки оператора присваивания атрибуту __setattr__():

>>> class A:
...     def __init__(self, v):
...         self.field1 = v
...     def __setattr__(self, attr, value):
...         if attr == 'field1':
...             self.__dict__[attr] = value
...         else:
...             raise AttributeError
... 
>>> a = A(15)
>>> a.field1
15
>>> a.field2 = 30
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 8, in __setattr__
AttributeError
>>> a. field2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'A' object has 
no attribute 'field2'
>>> a.__dict__
{'field1': 15}

Поясним, что здесь происходит. Метод __setattr__(), если он присутствует в классе, вызывается всегда, когда какому-либо атрибуту выполняется присваивание. Обратите внимание, что присвоение несуществующему атрибуту также обозначает его добавление к объекту.

Когда создается объект a, в конструктор передается число 15. Здесь для объекта заводится атрибут field1. Факт попытки присвоения ему значения тут же отправляет интерпретатор в метод __setattr__(), где проверяется соответствует ли имя атрибута строке ‘field1’. Если так, то атрибут и соответствующее ему значение добавляется в словарь атрибутов объекта.

Нельзя в __setattr__() написать просто self.field1 = value, так как это приведет к новому рекурсивному вызову метода __setattr__(). Поэтому поле назначается через словарь __dict__, который есть у всех объектов, и в котором хранятся их атрибуты со значениями.

Если параметр attr не соответствует допустимым полям, то искусственно возбуждается исключение AttributeError. Мы это видим, когда в основной ветке пытаемся обзавестись полем field2.

Если объект содержит скрытые поля и к ним происходит обращение из __setattr__(), то делать это надо так, как будто обращение происходит не из класса. Следующий код приведет к генерации исключения:

class A:
    def __init__(self, x):
        self.__x = x
 
    def __setattr__(self, attr, value):
        if attr == "__x":
            self.__dict__[attr] = value
        else:
            raise AttributeError
 
 
a = A(5)

Результат:

Traceback (most recent call last):
  File "...2.py", line 12, in <module>
    a = A(5)
  File "...2.py", line 3, in __init__
    self.__x = x
  File "...2.py", line 9, in __setattr__
    raise AttributeError
AttributeError

В методе __setattr__() параметр attr – это имя свойства экземпляра в том виде, в котором оно находится в словаре __dict__. Если свойство скрытое, то в __dict__ оно будет записано через имя класса. Поэтому в данном случае правильный код будет таким:

class A:
    def __init__(self, x):
        self.__x = x
 
    def __setattr__(self, attr, value):
        if attr == "_A__x":
            self.__dict__[attr] = value
        else:
            raise AttributeError

Практическая работа

Разработайте класс с «полной инкапсуляцией», доступ к атрибутам которого и изменение данных реализуются через вызовы методов. В объектно-ориентированном программировании принято имена методов для извлечения данных начинать со слова get (взять), а имена методов, в которых свойствам присваиваются значения, – со слова set (установить). Например, get_field, set_field.

Курс с примерами решений практических работ:
android-приложение, pdf-версия

Инкапсуляция Java [java, oop, jakarta-ee, encapsulation]

Инкапсуляция — это больше, чем просто определение методов доступа и мутатора для класса. Это более широкая концепция объектно-ориентированного программирования, которая заключается в минимизации взаимозависимости между классами и обычно реализуется посредством сокрытия информации.

Прелесть инкапсуляции в возможности изменять вещи, не затрагивая пользователей.

В объектно-ориентированном языке программирования, таком как Java, вы достигаете инкапсуляции, скрывая детали с помощью модификаторов доступности (общедоступный, защищенный, частный, а также без модификатора, который подразумевает частный пакет). С этими уровнями доступности вы контролируете уровень инкапсуляции, чем менее ограничительный уровень, тем более дорогостоящее изменение происходит, когда оно происходит, и тем больше класс связан с другими зависимыми классами (т. Е. Пользовательскими классами и подклассами).

Следовательно, цель состоит не в том, чтобы скрыть сами данные, а в деталях реализации того, как манипулируют этими данными.

Идея состоит в том, чтобы предоставить публичный интерфейс, через который вы получаете доступ к этим данным. Позже вы можете изменить внутреннее представление данных без ущерба для открытого интерфейса класса. Напротив, раскрывая сами данные, вы ставите под угрозу инкапсуляцию и, следовательно, способность изменять способ манипулирования данными, не затрагивая пользователей. Вы создаете зависимость от самих данных, а не от общедоступного интерфейса класса. Когда «перемены» наконец найдут вас, вы создадите идеальный коктейль для неприятностей.

Есть несколько причин, по которым вы можете захотеть инкапсулировать доступ к своим полям. Джошуа Блох в своей книге Эффективная Java, в элементе 14: Минимизируйте доступность классов и участников, упоминает несколько веских причин, которые я цитирую здесь:

  • Вы можете ограничить значения, которые могут храниться в поле (например, пол должен быть F или M).
  • Вы можете выполнять действия при изменении поля (запускать событие, подтверждать и т. Д.).
  • Вы можете обеспечить безопасность потоков, синхронизируя метод.
  • Вы можете переключиться на новое представление данных (т.е. вычисляемые поля, другой тип данных)

Однако инкапсуляция — это больше, чем скрытие полей. В Java вы можете скрыть целые классы, тем самым скрывая детали реализации всего API. Подумайте, например, о методе Arrays.asList(). Он возвращает List реализацию, но вам все равно, какая реализация, если она удовлетворяет List интерфейсу, верно ?. Реализация может быть изменена в будущем, не затрагивая пользователей метода.

На мой взгляд, чтобы по-настоящему понять инкапсуляцию, нужно сначала понять абстракцию.

Подумайте, например, на уровне абстракции в концепции автомобиля. Автомобиль сложен во внутренней реализации. У них есть несколько подсистем, таких как система трансмиссии, тормозная система, топливная система и т. Д.

Однако мы упростили его абстракцию и взаимодействуем со всеми автомобилями в мире через общедоступный интерфейс их абстракции. Мы знаем, что у всех автомобилей есть рулевое колесо, с помощью которого мы контролируем направление, у них есть педаль, при нажатии на которую вы ускоряете машину и контролируете скорость, а еще одна педаль, когда вы нажимаете на нее, вы останавливаете ее, и у вас есть передача. палка, позволяющая контролировать движение вперед или назад. Эти функции составляют публичный интерфейс автомобильной абстракции. Утром вы можете сесть за руль седана, а затем выйти из него и днём проехать на внедорожнике, как если бы это было одно и то же.

Однако немногие из нас знают подробности того, как все эти функции реализованы под капотом. Вспомните те времена, когда в автомобилях не было системы направления гидравлики. Однажды производители автомобилей изобрели его, и они решили использовать его в автомобилях. Тем не менее, это не изменило способ взаимодействия пользователей с ними. В лучшем случае пользователи испытали улучшение в использовании системы направления. Подобное изменение стало возможным, потому что внутренняя реализация автомобиля инкапсулирована. Изменения можно безопасно вносить, не затрагивая общедоступный интерфейс.

Теперь представьте, что производители автомобилей решили поставить крышку топливного бака под автомобилем, а не с одной из его сторон. Вы идете и покупаете одну из этих новых машин, а когда у вас заканчивается бензин, вы идете на заправку и не находите крышку топливного бака. Внезапно вы понимаете, что он под машиной, но не можете добраться до него с помощью шланга бензонасоса. Теперь мы нарушили контракт публичного интерфейса, и поэтому весь мир развалится, он развалится, потому что все работает не так, как ожидалось. Подобное изменение будет стоить миллионы. Нам нужно будет заменить все бензоколонки в мире. Когда мы нарушаем инкапсуляцию, мы должны расплачиваться за это.

Итак, как видите, цель инкапсуляции — минимизировать взаимозависимость и облегчить изменения. Вы максимизируете инкапсуляцию, сводя к минимуму раскрытие деталей реализации. Доступ к состоянию класса должен осуществляться только через его открытый интерфейс.

Я действительно рекомендую вам прочитать статью Алана Снайдера под названием Инкапсуляция и наследование в объектах. Языки ориентированного программирования. Эта ссылка указывает на исходный документ по ACM, но я почти уверен, что вы сможете найти копию в формате PDF через Google.

person Edwin Dalorzo    schedule 15.08.2012

Инкапсуляция. Объекты и классы . Объектно-ориентированное программирование на Java. Платформа Java SE

Давайте посмотрим на вычислительные возможности калькулятора.

Как правило, калькулятор может делать две вещи: запомнить значения и вычислить новые значения.

Запомнить значения можно с помощью переменных.

И затем мы можем вычислять новые значения с помощью методов.

Например, мы можем сложить два значения, вычесть или умножить.

Таким образом, у нас есть методы, соответствующие арифметике, а также методы, чтобы получить или установить переменную x.

Когда мы пишем программу для моделирования этого калькулятора, и мы определяем для него переменные и методы, мы поместим, с одной стороны, все переменные вместе, а с другой стороны – все методы вместе.

Значения всех переменных в конкретный момент времени будут составлять состояние калькулятора.

И набор методов будет определять поведение калькулятора.

Наша модель будет меняться от одного состояния в другое со временем.

При этом состояние будет определяться значениями переменных.

А методы будут отвечать за изменение состояния.

На самом деле, определение переменных и методов – это общий способ моделирования объектов.

Эти объекты могут соответствовать физическим объектам, например, калькулятору.

Или эти объекты могут быть концептуальными, когда ваш код должен моделировать что-то новое.

Таким образом, это разделение состояния и поведения очень важно.

Представьте себе автомобиль, который моделируется в программе, которую вы пишете для игры.

Состоянием этого объекта может быть местоположение, цвет, включены ли фары или нет.

И методы могут быть изменением положения, включить свет фар и т. д.

Помните, что методы часто связаны с глаголами, потому что они подразумевают действие.

Теперь мы собираемся инкапсулировать переменные и методы в новую для нас конструкцию программирования, называемую объектом.

Эта концепция инкапсуляции является одной из ключевых концепций в так называемой объектно-ориентированной парадигме программирования.

Поэтому помните, что объекты имеют состояние, представленное отдельными переменными, которые также называются полями или атрибутами.

И поведение, то, что может делать наш объект, представлено методами.

Эти два компонента: состояние и поведение, не разбросаны по программе, а собраны и инкапсулированы в объекты.

Разные объекты могут иметь одинаковую структуру, и отличаться друг от друга только значениями переменных.

Поэтому мы можем сказать, что такие объекты принадлежат одному и тому же классу.

И наоборот, чтобы создать объект, сначала нам нужно сначала определить класс, который является шаблоном для создания объектов.

Рассмотрим пример с различными автомобилями, которые представлены различными объектами.

Все эти объекты принадлежат классу автомобилей Car, который имеет ряд атрибутов или переменных, или полей и ряд методов.

Давайте посмотрим на возможное определение, как мы можем записать этот класс на Java.

Здесь вы можете увидеть определение класса Car.

Вы можете увидеть зарезервированное ключевое слово class.

Затем имя, которое мы хотим дать классу.

Обратите внимание, что мы пишем его с заглавной буквы.

Затем мы указываем переменные с соответствующим типом.

Наконец, мы определяем методы, которые мы хотим дать всем объектам этого класса.

Но как только мы определили класс, как сконструировать объект для этого класса?

Для этого у нас есть конструкторы.

Конструкторы – это специальные методы, которые также включены в тело определения класса.

И они имеют имя класса.

Обратите внимание, что здесь не указан тип возвращаемого результата.

Используя конструкторы, мы можем создавать разные объекты класса.

Заметьте, что может быть не один, а несколько конструкторов.

Эти конструкторы отличаются списком параметров.

Здесь вы можете увидеть несколько возможных конструкторов для класса Car.

Также мы можем вообще не определять конструктор, и в этом случае при вызове конструктора объект создается со значениями по умолчанию.

Здесь мы видим несколько вызовов конструкторов, определенных ранее.

Посмотрите на объявление.

Сначала мы определяем объект с именем и обратите внимание, что классы работают как типы.

Сначала мы указываем Car, чтобы указать, что объект имеет тип или класс Car.

Затем знак равенства, зарезервированное ключевое слово new и вызов конструктора.

Таким образом, в итоге, чтобы определить объект, мы должны сначала определить класс, предоставляя набор полей и набор методов.

После определения класса мы можем создать объект как экземпляр класса, используя конструктор, предоставляемый классом.

Мы можем создать много объектов одного класса, каждый из которых будет со своим собственным состоянием.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Что такое инкапсуляция java

26. Java – Инкапсуляция

Инкапсуляция — это одна из четырёх фундаментальных концепций ООП. Названия оставшихся трёх: наследование, полиморфизм, абстракция.

Инкапсуляция в Java является механизмом обёртывания данных (переменных) и кода, работающего с данными (методами), в одно целое. В инкапсуляции переменные класса будут скрыты от других классов и доступ к ним может быть получен только с помощью метода их текущего класса. По-другому это называется скрытием данных.

Для достижения инкапсуляции в Java:

  • Объявите переменные класса как private.
  • Предоставьте public к методам установки и получения (сеттеру и геттеру) для изменения и просмотра значений переменных.

Содержание

Пример

Ниже приведён пример процесса инкапсуляции в Java:

Публичные методы setXXX() и getXXX() являются точками доступа переменных экземпляра класса EncapTest. Обычно эти методы упоминаются как геттеры и сеттеры. Следовательно, любой класс, который хочет получить доступ к переменным, должен получить к ним доступ через эти геттеры и сеттеры.

Доступ к переменным класса EncapTest можно получить следующей программой:

Как я заново открыл для себя инкапсуляцию в java.

Я всегда считал, что Java — лаконичный и красивый (в плане концепции) язык с четкой структурой, позволяющей расширять эту структуру и на всевозможные фреймворки, там самым помогающая привнести порядок и в код конечного программиста. И, прежде всего, я считал, что java — это 100% ОО язык! Но недавно мне попался код, после которого я вечер ходил возмущался. Код совершенно несложный для понимания даже людей несведующий в java.
Допустим у нас есть класс А в некотором пакете:

Как видно поле x является защищенным и, согласно доке от sun, это поле не видимо ни в подклассах А, ни в пакете test, ни тем более в других пакетах. Поэтому у нас есть все основания считатать, что метод test() возвращает всегда число 33. Более того, мы бы могли использовать это предположение в своем коде, завязав на этом какую-либо логику.
Далее, имеем класс в любом другом пакете (но в пределах этой же JVM):

Вот и все. Все наши предположения о инкапсуляции и неизменности поля А.х развеяны. Метод А.test() теперь возвращает число 34 (и, если мы завязали на этом какую-нибудь логику, то наш код вряд ли теперь будет работать корректно). И даже может показаться, что нарушена одна из трех заповедей ООП — инкапсуляция. Во всем виновен программист пакет java.lang.reflect. Этот пакет предоставляет возможности для работы с объектами на этапе выполнения программы. Т.к. практически все классы этого объекта работают с динамическими структурами, то он довольно медленно работает и должен использоваться лишь в исключительных случаях. Однако возможность его применения остается и нарушение инкапсуляции налицо.

Впоследствии, покапавшись с этим пакетом, я нашел, что за соблюдение безопасности и доступа отвечает специальный класс SecurityManager и, если его запустить, то все становится на свои места. Если нашему классу А добавить статический инициализатор:

То финт ушам, какой получился в предыдущем примере, уже не пройдет. Т.ч. все в порядке, Java по-прежнему ОО язык 🙂 Единственное, для чего я написал этот пост — предупредить (это не сигнал к действию, просто нужно это тоже иметь в виду) всех явистов:

РАЗРАБОТЧИК, БДИ!
При отсутствии SecurityManager на этапе выполнения в твой класс может залезть кто-угодно и изменить что-угодно!

Что такое инкапсуляция java

Все члены класса в языке Java — поля и методы — имеют модификаторы доступа. В прошлых темах мы уже сталкивались с модификатором public . Модификаторы доступа позволяют задать допустимую область видимости для членов класса, то есть контекст, в котором можно употреблять данную переменную или метод.

В Java используются следующие модификаторы доступа:

public : публичный, общедоступный класс или член класса. Поля и методы, объявленные с модификатором public, видны другим классам из текущего пакета и из внешних пакетов.

private : закрытый класс или член класса, противоположность модификатору public. Закрытый класс или член класса доступен только из кода в том же классе.

protected : такой класс или член класса доступен из любого места в текущем классе или пакете или в производных классах, даже если они находятся в других пакетах

Модификатор по умолчанию . Отсутствие модификатора у поля или метода класса предполагает применение к нему модификатора по умолчанию. Такие поля или методы видны всем классам в текущем пакете.

Рассмотрим модификаторы доступа на примере следующей программы:

В данном случае оба класса расположены в одном пакете — пакете по умолчанию, поэтому в классе Program мы можем использовать все методы и переменные класса Person, которые имеют модификатор по умолчанию, public и protected. А поля и методы с модификатором private в классе Program не будут доступны.

Если бы класс Program располагался бы в другом пакете, то ему были бы доступны только поля и методы с модификатором public.

Модификатор доступа должен предшествовать остальной части определения переменной или метода.

Инкапсуляция

Казалось бы, почему бы не объявить все переменные и методы с модификатором public , чтобы они были доступны в любой точке программы вне зависимости от пакета или класса? Возьмем, например, поле age, которое представляет возраст. Если другой класс имеет прямой доступ к этому полю, то есть вероятность, что в процессе работы программы ему будет передано некорректное значение, например, отрицательное число. Подобное изменение данных не является желательным. Либо же мы хотим, чтобы некоторые данные были достуны напрямую, чтобы их можно было вывести на консоль или просто узнать их значение. В этой связи рекомендуется как можно больше ограничивать доступ к данным, чтобы защитить их от нежелательного доступа извне (как для получения значения, так и для его изменения). Использование различных модификаторов гарантирует, что данные не будут искажены или изменены не надлежащим образом. Подобное сокрытие данных внутри некоторой области видимости называется инкапсуляцией .

Так, как правило, вместо непосредственного применения полей используют методы доступа. Например:

И затем вместо непосредственной работы с полями name и age в классе Person мы будем работать с методами, которые устанавливают и возвращают значения этих полей. Методы setName, setAge и наподобие еще называют мьютейтерами (mutator), так как они изменяют значения поля. А методы getName, getAge и наподобие называют аксессерами (accessor), так как с их помощью мы получаем значение поля.

Причем в эти методы мы можем вложить дополнительную логику. Например, в данном случае при изменении возраста производится проверка, насколько соответствует новое значение допустимому диапазону.

4. Средства инкапсуляции Java. Поддержка модульности. Пакеты

Основой инкапсуляции в Java является класс. Класс определяет данные и код некоторого набора объектов.  При составлении класса код и данные необходимо специфицировать. Все эти элементы называют членами класса. Члены-переменные или переменные экземпляра являются данными. Члены методы или просто методы – код, оперирующий этими данными. Цель класса – инкапсуляция сложности. Для этого у методов и переменных внутри класса могут быть модификаторы доступа. Инкапсуляция означает, что данные объекта недоступны его клиентам непосредственно. Вместо этого они инкапсулируются — скрываются от прямого доступа извне. Инкапсуляция предохраняет данные объекта от нежелательного доступа, позволяя объекту самому управлять доступом к своим данным. С позиции инкапсуляции, модификаторы доступа позволяют ограничить нежелательный доступ к членам класса извне. Модификаторы доступа: — public – без ограничений; — private – только из данного класса; — protected – из данного класса и его потомков; — без модификатора – для всех классов данного пакета. 

Открытые члены класса составляют внешнюю функциональность, которая доступна другим классам. Закрытыми (private) обычно объявляются независимые от внешнего функционала члены, а также вспомогательные методы, которые являются лишь деталями реализации и неуниверсальны по своей сути. Благодаря сокрытию реализации класса можно менять внутреннюю логику отдельного класса, не меняя код остальных компонентов системы. Очень часто используется доступ к свойствам класса только через его методы, который позволяет валидировать значения полей, так как прямое обращение к свойствам отслеживать крайне сложно, а значит им могут присваиваться некорректные значения на этапе выполнения программы. Такой принцип относится к управлению инкапсулированными данными и позволяет быстро изменить способ хранения данных. Если данные станут храниться не в памяти, а в файлах или базе данных, то потребуется изменить лишь ряд методов одного класса, а не вводить эту функциональность во все части системы.

Принцип модульности утверждает — каждый класс должен составлять отдельный модуль. Члены класса, к которым не планируется обращение извне, должны быть инкапсулированы. 

Все классы Java распределяются по пакетам. Кроме классов пакеты могут включать в себя интерфейсы и вложенные подпакеты. Образуется древовидная структура пакетов и подпакетов.  Эта структура в точности отображается на структуру файловой системы. Все файлы с расширением class (содержащие байт-коды), образующие пакет, хранятся в одном каталоге файловой системы. Подпакеты собраны в подкаталоги этого каталога.  Каждый пакет образует одно пространство имен. Это означает, что все имена классов, интерфейсов и подпакетов в пакете должны быть уникальны. Имена в разных пакетах могут совпадать, но это будут разные программные единицы. Таким образом, ни один класс, интерфейс или подпакет не может оказаться сразу в двух пакетах. Если надо использовать два класса с одинаковыми именами из разных пакетов, то имя класса уточняется именем пакета: пакет.класс. Такое уточненное имя называется полным именем класса.  Пакетами пользуются еще и для того, чтобы добавить к уже имеющимся правам доступа к членам класса private, protected и public еще один, «пакетный» уровень доступа.  Если член класса не отмечен ни одним из модификаторов private, protected, public, то, по умолчанию, к нему осуществляется пакетный доступ: к такому члену может обратиться любой метод любого класса из того же пакета. Пакеты ограничивают и доступ к классу целиком — если класс не помечен модификатором public , то все его члены, даже открытые, public , не будут видны из других пакетов. 

Пакеты могут располагаться на файловой системе или в базе данных.  Пакеты, размещаемые на файловой системе имеют ряд ограничений на их организацию для обеспечения однозначности при поиске и загрузке (а также компиляции) типов (и единиц компиляции) и пакета.

При отображении (хранении) на файловой системе единица компиляции может содержать только один тип, объявленный public, совпадающий по имени с именем файла единицы компиляции.

Пакет содержит несколько единиц компиляции. Типы внутри единицы компиляции имеют доступ ко всем верхнеуровневым типам, объявленным  в других единицах компиляции данного пакета а также к типам пакета java.lang. Для доступа к другим пакетам используется декларация import.

Объявление именованного пакета: PackageDeclaration: package PackageName; В качестве имени пакета выступает полное квалифицированное имя. Единицы компиляции безымянного пакета не содержат объявление пакета. Безымянные пакеты следует использовать только в небольших тестовых программах. Переменная окружения CLASSPATH содержит точки привязки иерархий пакетов к точкам в файловой системе (директории и архивные jar или zip файлы). Классы, находящиеся во всех «корневых» директориях точек привязки CLASSPATH, принадлежат к единому безымянному пакету.

Декларация имени пакета распространяется на всю единицу компиляции. Декларации import также распространяются на всю единицу компиляции. Для того, чтобы получить доступ к членам подпакета в единице компиляции, нужно явно импортировать эти члены. По умолчанию они не видны.

Будучи импортированными, типы становятся доступны в единице компиляции с использованием простого (не квалифицированного) имени.

Для того, чтобы иметь возможность обращаться к статическим методам, полям класса, а также к элементам перечислений без использования квалифицированного имени, можно воспользоваться статической декларацией импорта

Для обеспечения уникальности имени пакета в качестве основы следует использовать доменное имя организации. В случае если доменное имя не может быть использовано в силу наличия специальных символов, запрещенных к использованию в идентификаторах, нужно произвести следующую трансформацию: — если имя содержит знак ‘-’, его заменяют на ‘_’; — если имя является ключевым словом, то к нему добавляют ‘_’ — если имя начинается с цифры, то спереди добавляется ‘_’.

Полным квалифицированным именем является: — для примитивных типов – ключевое слово типа; — для именованного пакета первого уровня – простое имя этого пакета; — для именованного пакета уровня N – полное квалифицированное имя объемлющего пакета плюс простое имя пакета; — для класса или интерфейса в безымянном пакете – простое имя этого класса или интерфейса; — полное квалифицированное имя класса или интерфейса в именованном пакете – это полное квалифицированное имя пакета плюс простое имя класса или интерфейса. — класс (интерфейс) – член другого класса имеет полное квалифицированное имя только если таковое имеется у класса его содержащего. Исключение – безымянные классы. — Полное квалифицированное имя массива – это полное квалифицированное имя компонентного типа с последующим []

Инкапсуляция в ООП Java на примере

Джеймс Хартман

Часы

Обновлено


Что такое инкапсуляция в Java?

Инкапсуляция в Java — это механизм объединения переменных (данных) и методов (кода) в единое целое. Это процесс сокрытия информации и защиты данных и поведения объекта. Это одна из четырех важных концепций ООП. Класс encapsulate легко тестировать, поэтому он также лучше подходит для модульного тестирования.

В этом уроке вы узнаете-

  • Что такое инкапсуляция в Java?
  • Изучение инкапсуляции на примере
  • Скрытие данных в Java
  • Методы получения и установки в Java
  • Абстракция против инкапсуляции
  • Преимущества инкапсуляции в Java

Нажмите здесь, если видео недоступно

Изучите инкапсуляцию на примере

Чтобы понять, что такое инкапсуляция в деталях, рассмотрим следующий класс банковского счета с методами депозита и отображения баланса

 Класс Учетная запись {
    частный номер_счета;
    частный счет account_balance;
    public void show Data() {
        //код для отображения данных
    }
    публичный недействительный депозит (int a) {
        если (а < 0) {
            //показать ошибку
        } еще
            account_balance = account_balance + a;
    }
}

Предположим, хакеру удалось получить доступ к коду вашего банковского счета. Теперь он пытается внести сумму -100 на ваш счет двумя способами. Давайте посмотрим на его первый метод или подход.

Подход 1: Он пытается внести недопустимую сумму (скажем -100) на ваш банковский счет, манипулируя кодом.

Теперь вопрос – Возможно ли это? Давай расследуем.

Обычно переменная в классе устанавливается как «частная», как показано ниже. Доступ к нему возможен только с помощью методов, определенных в классе. Ни один другой класс или объект не может получить к ним доступ.

Если элемент данных является закрытым, это означает, что к нему можно получить доступ только в пределах того же класса. Никакой внешний класс не может получить доступ к частному члену данных или переменной другого класса.

Значит, в нашем случае хакер не может положить на ваш счет сумму -100.

Подход 2 : При первом подходе хакера не удалось внести сумму. Затем он пытается внести сумму -100, используя метод «депозита».

Но реализация метода имеет проверку на отрицательные значения. Так что второй подход тоже не работает.

Таким образом, вы никогда не раскрываете свои данные посторонним лицам. Что делает ваше приложение безопасным.

Весь код можно представить как капсулу, а общаться можно только через сообщения. Отсюда и название инкапсуляция.

Сокрытие данных в Java

Сокрытие данных в Java — это сокрытие переменных класса от других классов. Доступ к нему возможен только через метод их текущего класса. Он скрывает детали реализации от пользователей. Но больше, чем сокрытие данных, это предназначено для лучшего управления или группировки связанных данных.

Чтобы добиться меньшей степени инкапсуляции в Java, вы можете использовать такие модификаторы, как «защищенный» или «общедоступный». Благодаря инкапсуляции разработчики могут легко изменять одну часть кода, не затрагивая другую.

Getter и Setter в Java

Getter и Setter в Java — это два обычных метода, используемых для извлечения и обновления значений переменной. В основном они используются для создания, изменения, удаления и просмотра значений переменных. Метод установки используется для обновления значений, а метод получения используется для чтения или извлечения значений. Они также известны как аксессор и мутатор.

Следующий код является примером методов получения и установки:

 class Account{
частный номер_счета;
частный счет account_balance;
    // метод получения
публичный интервал getBalance () {
        вернуть this.account_balance;
    }
    // метод установки
public void setNumber (int num) {
        this.account_number = число;
    }
}

В приведенном выше примере метод getBalance() является методом получения, который считывает значение переменной account_balance, а метод setNumber() является методом установки, который устанавливает или обновляет значение для переменной account_number.


Абстракция и инкапсуляция

Часто инкапсуляция неправильно понимается с абстракцией. Давайте изучим-

  • Инкапсуляция больше о том, «Как» достичь функциональности
  • Абстракция — это больше о том, «что» может сделать класс.

Простой пример для понимания этой разницы — мобильный телефон. Где сложная логика на печатной плате заключена в сенсорный экран, а интерфейс предназначен для ее абстрагирования.

Преимущества инкапсуляции в Java

  • Инкапсуляция связывает данные с соответствующими функциями. Здесь функциональные возможности означают «методы», а данные означают «переменные»
    • .
  • Таким образом, мы храним переменные и методы в одном месте. Это место «класс». Класс является основой для инкапсуляции.
  • С помощью инкапсуляции Java вы можете скрыть (ограничить доступ) к критически важным элементам данных в вашем коде, что повышает безопасность
  • Как мы обсуждали ранее, если элемент данных объявлен как «частный», доступ к нему возможен только внутри того же класса. Никакой внешний класс не может получить доступ к элементу данных (переменной) другого класса.
  • Однако, если вам нужно получить доступ к этим переменным, вы должны использовать общедоступные методы «геттер» и «сеттер» .

Что такое инкапсуляция в Java и ООП с примером

Инкапсуляция в Java или объектно-ориентированном языке программирования — это концепция, которая обеспечивает защиту переменных, функций вне класса, чтобы лучше управлять этим фрагментом кода и иметь наименьший влияние или отсутствие влияния на другие части программы из-за изменения защищенного кода. Инкапсуляция в Java видна в разных местах, а сам язык Java предоставляет множество конструкций для инкапсуляции элементов. Вы можете полностью инкапсулировать член, будь то переменная или метод в Java, используя ключевое слово private, и вы даже можете добиться меньшей степени инкапсуляции в Java, используя другие модификаторы доступа, такие как protected или public.

Истинная ценность инкапсуляции реализуется в среде, которая подвержена большим изменениям, и мы знаем, что требования к программному обеспечению меняются каждый день в это время, если ваш код хорошо инкапсулирован, вы можете лучше управлять рисками с изменением требований. Наряду с абстракцией в Java и полиморфизмом в Java, инкапсуляция является концепцией, которую необходимо знать.

В этом руководстве по Java мы рассмотрим Как использовать инкапсуляцию в Java , преимущества и недостатки инкапсуляции, а также различные шаблоны проектирования и реальные проблемы, связанные с использованием объектно-ориентированной концепции инкапсуляции.

Если вы ищете краткое руководство по принципам проектирования OOPS и SOLID в Java, вам могут быть интересны 10 принципов объектно-ориентированного проектирования, которые должны знать Java-программисты.


Кстати, если вы новичок в мире объектно-ориентированного программирования и дизайна, я также предлагаю вам пройти книги и практические курсы, такие как эти книги и курсы по объектно-ориентированному программированию. Это отличный ресурс для понимания всего процесса объектно-ориентированного анализа и проектирования для создания качественного программного обеспечения.


Что такое инкапсуляция в Java

Инкапсуляция не что иное, как защита всего, что подвержено изменениям. Обоснование инкапсуляции заключается в том, что если какая-либо функциональность хорошо инкапсулирована в код, то есть поддерживается только в одном месте, а не разбросана по коду, ее легко изменить.

Это можно лучше объяснить на простом примере инкапсуляции в Java. мы все знаем, что конструктор используется для создания объекта в Java, и конструкторы могут принимать аргументы.

Предположим, у нас есть класс Loan с конструктором, а затем в различных классах вы создали экземпляр кредита с помощью этого конструктора. теперь требования меняются, и вам нужно указать возраст заемщика, когда берете кредит.

Поскольку этот код плохо инкапсулирован, т. е. не ограничен одним местом, вам нужно изменить его везде, где вы вызываете этот конструктор, т. е. для одного изменения вам нужно изменить несколько файлов, а не только один файл, который более подвержен ошибкам и утомителен, хотя он может можно сделать с помощью функции рефакторинга расширенной IDE, не лучше ли, если вам нужно внести изменения только в одном месте?

Да, это возможно, если мы инкапсулируем логику создания Loan в один метод, скажем, createLoan() и клиентский код, вызывающий этот метод, и этот метод внутри создает объект Loan. в этом случае вам нужно изменить только этот метод, а не все клиентские коды.

Пример инкапсуляции в Java

class Loan{
    private int продолжительность; // примеры инкапсуляции частных переменных
    частный Строка кредит;
    частный Строка заемщик;
    частный Строка зарплата;

// Общедоступный конструктор может разорвать инкапсуляцию вместо этого Использовать заводский метод
Частный кредит ( int Продолжительность, Строка Кредит, Строка Заемщик, Строка Склад) {
.
        это .кредит = кредит;
        это .заемщик = заемщик;
        это .salary = зарплата;
}

// Нет конструктора аргументов, опущен здесь


// Создание кредита может инкапсулировать логику создания кредита

Public возвращаемый объект ссуды

      возврат ссуды;

    }

  
}

В этом же примере инкапсуляции в Java вы видите, что все переменные-члены сделаны закрытыми, поэтому они хорошо инкапсулированы, вы можете только изменить или получить доступ к этой переменной непосредственно внутри этого класса.

Если вы хотите разрешить внешнему миру доступ к этим переменным, лучше создать геттер и сеттеры, такие как getLoan(), которые позволяют вам выполнять любые проверки, проверку безопасности перед возвратом кредита, чтобы он давал вам полный контроль над все, что вы хотите сделать, и единый канал доступа для клиента, который контролируется и управляется.

Преимущество инкапсуляции в Java и ООП

Вот несколько преимуществ использования Инкапсуляции при написании кода на Java или любом объектно-ориентированном языке программирования:

1. Инкапсулированный код более гибкий и его легко изменить в соответствии с новыми требованиями.

2. Инкапсуляция в Java упрощает модульное тестирование.

3. Инкапсуляция в Java позволяет контролировать, кто и к чему имеет доступ.

4. Инкапсуляция также помогает писать неизменяемые классы на Java, что является хорошим выбором для многопоточности

среда.

5. Инкапсуляция уменьшает связанность модулей и повышает целостность внутри модуля, поскольку все части одной вещи

инкапсулированы в одном месте.

6. Инкапсуляция позволяет изменять одну часть кода, не затрагивая другие части кода.

Что вы должны инкапсулировать в коде?

Все, что может быть изменено и, скорее всего, изменится в ближайшем будущем, является кандидатом на инкапсуляцию. Это также помогает писать более конкретный и связный код. Примером этого является код создания объектов, код, который может быть улучшен в будущем, например, логика сортировки и поиска.

Шаблон проектирования на основе инкапсуляции в Java

Многие шаблоны проектирования в Java используют концепцию инкапсуляции, одним из них является шаблон Factory, который используется для создания объектов. Фабричный шаблон — лучший выбор, чем новый оператор, для создания объекта тех классов, логика создания которых может различаться, а также для создания разных реализаций одного и того же интерфейса.

Класс BorderFactory из JDK — хороший пример инкапсуляции в Java, который создает различные типы границ и инкапсулирует логику создания границы. Шаблон Singleton в Java также инкапсулирует способ создания экземпляра, предоставляя метод getInstance().

Поскольку объект создается внутри одного класса, а не из какого-либо другого места кода, вы можете легко изменить способ создания объекта,

не влияя на другую часть кода.

Важные моменты об инкапсуляции в Java.

1. «Любые изменения инкапсулируют это» — известный принцип проектирования.

2. Инкапсуляция обеспечивает слабую связанность и высокую связность кода.

3. Инкапсуляция в Java достигается с помощью модификаторов доступа private, protected и public.

4. Фабричный шаблон, шаблон Singleton в Java хорошо использует инкапсуляцию.

Другие статьи о шаблонах проектирования Java, которые могут вам понравиться:

Как использовать шаблон Decorator в Java на примере

Преимущества шаблона Observer в Java на примере

10 рекомендаций, которым следует следовать при написании комментариев к коду

10 советов по отладке Java программа в Eclipse

Контрольный список проверки кода для программистов

Как писать код производственного качества

Определение, типы, скрытие данных и многое другое

Объектно-ориентированное программирование — это концепция, которая используется в языках высокого уровня, таких как Java и Python, для реализации объектов и классов. Полиморфизм, инкапсуляция, абстракция и наследование — четыре основных строительных элемента ООП. Другие парадигмы программирования включают процедурное программирование, которое включает написание кода в последовательном порядке.

Мы покроем следующее:

  1. Что такое инкапсуляция?
  2. Типы инкапсуляции в ООП
  3. Как скрыть информацию с помощью инкапсуляции?
  4. Полиморфизм, инкапсуляция, абстракция, наследование в ООП
  5. Инкапсуляция в контейнере

Что такое инкапсуляция?

Процесс объединения данных и функций, выполняющих действия с данными, в единый объект называется инкапсуляцией. Отдельный блок называется классом. Инкапсуляция — это процесс инкапсуляции чего-либо в капсулу. То есть ограничение всех соответствующих действий и данных объекта внутри этого объекта. Он защищает данные и код от внешнего вмешательства.

Одной из основ ООП является инкапсуляция. Это относится к комбинации данных и процедур, которые работают с ними. Метод ограничения несанкционированного доступа к значениям или состоянию объекта структурированных данных внутри класса. Для доступа к значениям класс обычно предоставляет общедоступные методы (так называемые геттеры и сеттеры), которые вызываются другими клиентскими классами для извлечения и изменения значений внутри объекта.

Основная цель или использование инкапсуляции — гарантировать безопасность данных класса. Чтобы защитить данные, мы должны использовать частные модификаторы доступа, которые ограничивают доступ к данным за пределами класса. Модификаторы доступа используются для указания уровня доступа или области действия членов класса, таких как элементы данных и функции.

Инкапсуляция выгодна по разным причинам:

  • Внешний код в отдельной части нашего приложения не изменяет данные внутри нашего объекта непредвиденным образом
  • Функциональность описана в одном месте, а не в нескольких местах
  • Определяется в логическом месте - месте хранения данных

Вам просто нужно знать, какой результат даст метод, когда вы его используете. Вам не нужно ничего знать о внутренностях объекта, чтобы использовать его. Поскольку оба объекта имеют одинаковый интерфейс, мы могли бы переключиться на использование другого объекта, который полностью отличается внутри, и не нужно было бы менять какой-либо код.

Типы инкапсуляции в ООП

Существует три основных метода инкапсуляции данных в объектном программировании. Члены данных, методы и классы могут быть инкапсулированы.

  1. Инкапсуляция переменных-членов
    Все элементы данных должны быть определены как частные члены класса в объектно-ориентированном программировании. Функции Setters и Getters должны использоваться любым объектом, который хочет изменить или получить значение члена данных. Вы, наверное, слышали об инкапсуляции членов данных.
  2. Инкапсуляция функций
    Всегда должны указываться частные функции, используемые только для внутренней реализации API. Метод должен быть объявлен как метод Private, чтобы пользователь не имел к нему доступа. Всегда не забывайте скрывать любую функцию, которая не должна быть видна публике.
  3. Инкапсуляция класса
    Используется для внутренних реализаций API по той же логике. Эти классы не должны быть включены в какой-либо общедоступный интерфейс API. Их следует сделать приватными и скрыть от ваших пользователей. Например, , ваш API может содержать класс, применяющий определенную информацию. Вы должны инкапсулировать этот информационный класс, определив его как частный класс, если ваш пользователь не имеет к нему доступа.

Как скрыть информацию с помощью инкапсуляции?

Инкапсуляция помогает разработчикам объединять данные и методы в объектно-ориентированном программировании, но ее также можно использовать для сокрытия конфиденциальных данных от пользователей. Сокрытие информации регулируется в языке программирования Java, а также во многих других языках, путем использования методов получения/установки для атрибутов данных, которые будут доступны для чтения или которые могут быть изменены другими классами.

Внутри класса метод получения используется для извлечения значения указанной переменной, а метод установки используется для установки или изменения значения указанной переменной. Модификаторы доступа позволяют программистам управлять видимостью и доступностью классов, а также данных и методов, которые они включают.

В объектно-ориентированном программировании существует четыре различных типа модификаторов доступа:

Private

Доступ Private Members ограничен рамками класса, что означает, что private члены недоступны или доступны из любого другого класса .

По умолчанию

Это не ключевое слово; тем не менее, если ключевое слово модификаторов доступа не определено, оно будет использоваться по умолчанию. Доступ участников по умолчанию ограничен текущим или тем же пакетом. Классы, которые не находятся в одном пакете, не могут получить доступ к членам по умолчанию или использовать их.

Protected

Уровень доступа или область действия защищенных членов класса ограничены текущим или тем же пакетом, а также другим пакетом, если и только если класс унаследован от другого пакета.

Public

Модификатор доступа public имеет самую широкую область действия, подразумевая, что к членам класса public можно получить доступ из любого класса, независимо от пакета или отношения.

Существует множество преимуществ использования инкапсуляции в программировании для сокрытия информации об атрибутах и ​​методах. Во-первых, он не позволяет другим разработчикам использовать ваш код в сценариях или API. Во-вторых, он защищает пользователей от понимания того, как класс хранит данные, и позволяет разработчикам изменять тип данных поля, не заставляя разработчиков и пользователей обновлять свой код.

Полиморфизм, инкапсуляция, абстракция, наследование в ООП

Полиморфизм

Способность существовать в нескольких формах называется полиморфизмом. В Java и Python переменные, функции и объекты могут иметь самые разные формы. Полиморфизм времени выполнения и полиморфизм времени компиляции — это два типа полиморфизма. Во время работы приложения время выполнения может принимать различные формы во время работы, а время компиляции может принимать различные формы во время компиляции.

Инкапсуляция

Это метод программирования, который скрывает детали реализации. Это значительно снижает сложность разработки программного обеспечения. Только методы доступны с инкапсуляцией. Программист просто занимается операциями и не должен беспокоиться о специфике реализации.

По сути, инкапсуляция выполняется путем использования закрытых переменных для создания скрытых классов, а затем их вызова с использованием открытых переменных. Этот метод позволяет модифицировать или поддерживать класс, не беспокоясь о методах, которые его используют.

Абстракция

Абстракция — это стиль программирования, при котором пользователю не показываются особенности программных кодов, а предоставляется только необходимая информация. Абстракция больше интересуется идеями, чем событиями. Это эквивалент человека, запускающего программу, не видя исходного кода.

В Java и Python абстракция выполняется через абстрактные классы или интерфейсы. Абстракция Java реализуется NetBeans и Eclipse, тогда как абстракция Python реализуется Django.

Наследование

Объекты могут взаимодействовать друг с другом, используя свойства каждого блока или наследуя функциональность блока. Повторное использование кода обеспечивается наследованием. Программист может использовать наследование для доступа к миллионам библиотек Java и Python.

Другие классы или функции могут наследовать и расширять свойства класса. Есть два разных вида классов. Первый является родительским или базовым классом, а второй — дочерним классом, который может наследовать свойства родительского класса. В объектно-ориентированном программировании наследование является важной основой. Это метод, с помощью которого классы наследуют атрибуты других классов в языках ООП.

Инкапсуляция в контейнерах

В программировании контейнеры — это тип инкапсуляции, в котором данные и методы объединяются в единый пакет. Контейнеры — это новый тип программного обеспечения, которое можно использовать для упаковки фрагмента кода, а также всех библиотек и других зависимостей, необходимых для его запуска.

Контейнеры создают изолированную виртуальную среду, в которой приложение может быть запущено с наименьшим объемом хранилища и вычислительной мощности. Набор контейнеров может совместно использовать одну операционную систему и ресурсы обработки с одного устройства.

Благодаря очень эффективному использованию компьютерных ресурсов контейнеризация стала жизнеспособной альтернативой виртуальным машинам. Несколько операционных систем и приложений могут работать одновременно при совместном использовании ресурсов одного компьютера благодаря виртуализации. Благодаря совместному использованию операционной системы хоста и размещению механизма выполнения контейнера в ОС хост-компьютера контейнеры улучшили эту концепцию.

Компьютер с четырьмя виртуальными машинами потребляет больше ресурсов для каждого запущенного экземпляра операционной системы, тогда как компьютер с установленным механизмом контейнеризации может запускать такое же количество приложений в одной операционной системе. В результате несколько контейнеров могут работать с той же вычислительной мощностью, что и одна виртуальная машина.

Инкапсуляция может использоваться ИТ-организациями для защиты конфиденциальных данных и соблюдения отраслевых правил безопасности данных и конфиденциальности, таких как HIPAA и PCI DDS. Процесс инкапсуляции помогает разделить данные, ограничивая уязвимости, предоставляя доступ к реализациям кода только тем пользователям, которым необходимо знать основу.

Контролируйте все свое приложение с помощью Ататус

Atatus предоставляет набор инструментов измерения производительности для мониторинга и повышения производительности вашего интерфейса, серверной части, журналов и инфраструктурных приложений в режиме реального времени. Наша платформа может собирать миллионы точек данных о производительности ваших приложений, что позволяет вам быстро решать проблемы и обеспечивать цифровое взаимодействие с клиентами.

Ататус может быть полезным для вашего бизнеса, поскольку дает исчерпывающее представление о вашем приложении, в том числе о том, как оно работает, где существуют узкие места в производительности, какие пользователи больше всего страдают и какие ошибки нарушают ваш код для вашего внешнего интерфейса, внутреннего интерфейса и инфраструктуры.

Попробуйте 14-дневную бесплатную пробную версию Atatus.

Java SE 11: Инкапсуляция — Java SE 11 — НАЧИНАЮЩИЙ

Java SE 11 | Новичок

  • 13 Видео | 52м 37с
  • Включает оценку
  • Получает значок

Изучение концепций и методов объектно-ориентированного программирования на языке Java. В ходе этого курса вы познакомитесь с различными статическими методами и переменными и изучите ряд тем. К ним относятся следующие: как создавать и получать доступ к статическим членам, как использовать константы для представления неизменяемых значений, как изменять типы числовых переменных посредством преобразования и приведения типов, а также преобразовывать значения данных. Другие темы включают, как преобразовывать строки в их примитивные числовые типы, ciscover контроль доступа и как различать общедоступный интерфейс и внутреннюю работу класса. Далее вы узнаете, как использовать общедоступные и частные модификаторы доступа, изучите инкапсуляцию с объектно-ориентированным дизайном и создадите методы установки классов с проверкой значений. По мере продвижения к другим ключевым областям относятся добавление параметров метода для перегрузки конструктора, передача ссылки на объект и передача значения. Наконец, вы узнаете, как переназначить ссылочное значение в методе.

ЧТО ВЫ УЗНАЕТЕ

  • описывают использование статических методов и переменных

    создание и доступ к статическим элементам

    использовать константы для представления значений, которые не могут быть изменены

    изменение типов числовых переменных с помощью продвижения и преобразования

    преобразовать числа, представленные в виде строк, в их примитивный числовой тип

    различать открытый интерфейс класса и внутреннюю работу класса

    использовать общедоступные и частные модификаторы доступа

  • описывает использование инкапсуляции в объектно-ориентированном проектировании

    создать методы установки класса с проверкой значения

    перегрузить конструктор, добавив параметры метода в конструктор

    описывает, как ссылки на объекты передаются по значению в качестве аргумента метода

    переназначить опорное значение в методе, чтобы проиллюстрировать передачу по значению

    использовать метод установки для преобразования строкового параметра в примитивный числовой тип

В ЭТОМ КУРСЕ
  • Заблокировано

    1.  

    Знакомство со статическими элементами

    2 м 32 с

  • Заблокировано

    2. 

    Создание и доступ к статическим элементам

    4 м 7 с

  • Заблокировано

    3. 

    Изучение констант

    3 м 57 с

  • Заблокировано

    4.  

    Продвижение и преобразование переменных

    6м 8с

  • Заблокировано

    5. 

    Преобразование значений данных

    3 м 22 с

  • Заблокировано

    6. 

    Введение в контроль доступа

    5м

  • Заблокировано

    7.  

    Использование модификаторов Public и Private

    5м 31с

  • Заблокировано

    8. 

    Инкапсуляция

    3 м 3 с

  • Заблокировано

    9. 

    Использование методов установки с проверкой

    3 м 10 с

  • Заблокировано

    10.  

    Перегрузка конструкторов

    4 м 38 с

  • Заблокировано

    11. 

    Передача ссылки на объект

    3 м 16 с

  • Заблокировано

    12. 

    Передача по значению

    5 м 32 с

  • Заблокировано

    13.  

    Упражнение. Преобразование данных в методе установки

    2 м 21 с

ПОЛУЧИТЕ ЦИФРОВОЙ БЕЙДЖ ПО ЗАВЕРШЕНИИ ЭТОГО КУРСА

Skillsoft предоставляет вам возможность получить цифровой значок после успешного завершения этого курса, которым можно поделиться в любой социальной сети или бизнес-платформе

Цифровой значки останутся у вас навсегда.

ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ

ЛЮДИ, КТО ПРОСМОТРЕЛ ЭТО, ТАКЖЕ ПРОСМОТРЕЛИ ЭТИ

oop — Инкапсуляция Java — Stack Overflow

Инкапсуляция — это больше, чем просто определение методов доступа и мутатора для класса. Это более широкая концепция объектно-ориентированного программирования, которая заключается в минимизации взаимозависимости между классами и обычно реализуется путем сокрытия информации.

Красота инкапсуляции способность изменять вещи, не затрагивая пользователей .

В объектно-ориентированном языке программирования, таком как Java, вы достигаете инкапсуляции, скрывая детали с помощью модификаторов доступа (общедоступный, защищенный, частный, а также отсутствие модификатора, который подразумевает закрытый пакет). С этими уровнями доступности вы контролируете уровень инкапсуляции, чем менее ограничительный уровень, тем дороже обходится изменение, когда оно происходит, и тем больше связан класс с другими зависимыми классами (т. е. пользовательскими классами и подклассами).

Таким образом, цель состоит не в том, чтобы скрыть сами данные , а в деталях реализации того, как эти данные манипулируются.

Идея состоит в том, чтобы предоставить общедоступный интерфейс, через который вы получите доступ к этим данным. Позже вы можете изменить внутреннее представление данных без ущерба для открытого интерфейса класса. Напротив, раскрывая сами данные, вы ставите под угрозу инкапсуляцию и, следовательно, возможность изменить способ манипулирования данными, не затрагивая их пользователей. Вы создаете зависимость от самих данных, а не от публичного интерфейса класса. Вы создадите идеальный коктейль для неприятностей, когда «перемены» наконец найдут вас.

Есть несколько причин, по которым вам может понадобиться инкапсулировать доступ к вашим полям. Джошуа Блох в своей книге Effective Java , в статье 14: Минимизируйте доступность классов и членов, упоминает несколько веских причин, которые я привожу здесь:

  • Вы можете ограничить значения, которые могут храниться в поле (т.е. пол должно быть F или M).
  • Вы можете выполнять действия при изменении поля (инициировать событие, подтвердить и т. д.).
  • Вы можете обеспечить безопасность потоков, синхронизировав метод.
  • Вы можете переключиться на новое представление данных (т. е. вычисляемые поля, другие типы данных)

Однако инкапсуляция — это больше, чем скрытие полей. В Java вы можете скрыть целые классы, тем самым скрывая детали реализации всего API. Подумайте, например, в методе Arrays. asList() . Он возвращает реализацию List , но вам все равно, какая реализация, если она удовлетворяет интерфейсу List , верно? Реализация может быть изменена в будущем, не затрагивая пользователей метода.

На мой взгляд, чтобы понять инкапсуляцию, нужно сначала понять абстракцию.

Подумайте, например, об уровне абстракции в концепции автомобиля. Автомобиль сложен по своей внутренней реализации. У них есть несколько подсистем, вроде системы трансмиссии, тормозной системы, топливной системы и т. д.

Однако мы упростили его абстракцию, и взаимодействуем со всеми автомобилями в мире через публичный интерфейс их абстракции. Мы знаем, что у всех автомобилей есть руль, с помощью которого мы управляем направлением, у них есть педаль, при нажатии на которую вы ускоряете машину и контролируете скорость, и еще одна, при нажатии на которую вы заставляете ее останавливаться, и у вас есть передача палка, которая позволит вам контролировать, идете ли вы вперед или назад. Эти функции составляют общедоступный интерфейс автомобильной абстракции. Утром можно ехать на седане, а потом выйти из него и днем ​​ехать на внедорожнике, как будто это одно и то же.

Однако мало кто из нас знает подробности того, как все эти функции реализованы под капотом. Вспомните времена, когда в автомобилях не было гидравлической системы управления. Однажды производители автомобилей изобрели его, и с этого момента они решили использовать его в автомобилях. Тем не менее, это не изменило способ взаимодействия пользователей с ними. В лучшем случае пользователи испытали улучшение в использовании системы направлений. Подобное изменение стало возможным благодаря тому, что внутренняя реализация автомобиля инкапсулирована. Изменения можно безопасно вносить, не затрагивая его общедоступный интерфейс.

А теперь представьте, что производители автомобилей решили поставить крышку топливного бака под машину, а не с одной из ее сторон. Вы идете и покупаете одну из этих новых машин, а когда у вас кончается бензин, вы идете на заправку и не находите крышку топливного бака. Внезапно вы понимаете, что он находится под машиной, но вы не можете добраться до него шлангом бензонасоса. Итак, мы нарушили договор публичного интерфейса, и поэтому весь мир ломается, он разваливается, потому что все работает не так, как ожидалось. Такое изменение обошлось бы в миллионы. Нам нужно будет заменить все газовые насосы в мире. Когда мы нарушаем инкапсуляцию, мы должны заплатить цену.

Итак, как видите, цель инкапсуляции — минимизировать взаимозависимость и облегчить изменения. Вы максимизируете инкапсуляцию, сводя к минимуму раскрытие деталей реализации. Доступ к состоянию класса должен осуществляться только через его открытый интерфейс.

Я настоятельно рекомендую вам прочитать статью Алана Снайдера под названием Инкапсуляция и наследование в объектно-ориентированных языках программирования . Эта ссылка указывает на оригинальную статью об ACM, но я уверен, что вы сможете найти копию в формате PDF через Google.

Что такое инкапсуляция в ООП?

Что такое инкапсуляция?

Что означает инкапсуляция : В языках объектно-ориентированного компьютерного программирования (ООП) понятие инкапсуляции (или ООП-инкапсуляция) относится к объединению данных вместе с методами, которые работают с этими данными, в единое целое. Многие языки программирования используют инкапсуляцию часто в форме классов . А class — это шаблон кода программы, который позволяет разработчикам создавать объект, который имеет как переменные (данные), так и поведение (функции или методы). Класс — это пример инкапсуляции в информатике, поскольку он состоит из данных и методов, объединенных в единый блок.

Инкапсуляция может также относиться к механизму ограничения прямого доступа к некоторым компонентам объекта таким образом, что пользователи не могут получить доступ к значениям состояния для всех переменных конкретного объекта. Инкапсуляция может использоваться для сокрытия как элементов данных, так и функций или методов данных, связанных с экземпляром класса или объекта.

Преимущества программирования инкапсуляции

Инкапсуляция в программировании имеет несколько ключевых преимуществ. К ним относятся:

  • Сокрытие данных: Пользователи не будут знать, как реализуются или хранятся классы. Все, что пользователи будут знать, это то, что значения передаются и инициализируются.
  • Больше гибкости: Позволяет установить переменные как красные или только для записи. Примеры включают: setName(), setAge() или установить переменные только для записи, тогда вам нужно только опустить методы получения, такие как getName(), getAge() и т. д.
  • Простота повторного использования: Благодаря инкапсуляции легко изменить и адаптировать к новым требованиям.

Инкапсуляция в Java

Объектно-ориентированное программирование — один из ключевых столпов Java. Концепции здесь относятся к объектно-ориентированному программированию в целом и к разработке на языке Java. Чтобы стать Java-разработчиком, необходимо понимать концепции инкапсуляции, наследования, абстракции и полиморфизма.

Ключевые выводы

  • В языках объектно-ориентированного компьютерного программирования (ООП) понятие инкапсуляции (или ООП-инкапсуляция) относится к объединению данных вместе с методами, которые работают с этими данными, в единое целое.
    • Контейнеры
  • — это лишь один из примеров инкапсуляции в программировании, когда данные и методы объединяются в один пакет.
  • Ключевым преимуществом сокрытия информации об атрибутах и ​​методах с помощью инкапсуляции в программировании является то, что это не позволяет другим разработчикам писать сценарии или API, использующие ваш код.

Наследование, абстракция и инкапсуляция: в чем разница?

Наряду с наследованием инкапсуляция и абстракция образуют три центральных принципа объектно-ориентированного программирования.

Что такое наследование в программировании?

Наследование — это механизм, который позволяет одному классу приобретать свойства другого класса таким же образом, как дочерний класс наследует некоторые атрибуты от каждого из своих родителей. Наследование позволяет программистам создавать новый класс, который повторно использует элементы данных и методы существующего класса.

Что такое абстракция в программировании?

Абстракция возникает, когда программист скрывает любые нерелевантные данные об объекте или экземпляре класса, чтобы уменьшить сложность и помочь пользователям более эффективно взаимодействовать с программой. Термин абстракция и инкапсуляция может использоваться для описания процесса сокрытия некоторой информации, содержащейся в объекте или классе, но также может относиться и к самому объекту. Абстракция — это любой именованный объект, который содержит набор данных и поведений, специфичных для конкретного использования исходного объекта.

В популярном тексте по программированию Object-Oriented Analysis and Design Грэди Буч пишет, что:

"Абстракция и инкапсуляция являются взаимодополняющими понятиями: абстракция фокусируется на наблюдаемом поведении объекта... инкапсуляция фокусируется на реализации, которая приводит к такому поведению"

Другими словами, абстракция относится к тому, как объект и его поведение представляются пользователю, а инкапсуляция — это методология, которая помогает создать этот опыт.

Подумайте об интерфейсе вашего мобильного телефона. Независимо от того, используете ли вы операционную систему Android или iOS, вы не взаимодействуете напрямую с кодом, который позволяет вашему телефону подключаться к Интернету, отправлять текстовые сообщения или играть в видеоигры. Вместо этого вы взаимодействуете с кодом через пользовательский интерфейс, который упрощает работу и упрощает доступ к функциям и методам, необходимым для выполнения задачи. В этом случае интерфейс абстрагируется от реальной реализации кода.

Программирование инкапсуляции (ООП) и объяснение контейнеризации

Контейнеры

— это относительно новый тип программного обеспечения, которое можно использовать для виртуальной упаковки фрагмента кода вместе со всеми его библиотеками и другими зависимостями, необходимыми для выполнения. Контейнеры создают инкапсулированную виртуальную среду, в которой приложение может быть запущено с использованием минимального объема дискового пространства и вычислительной мощности. Группа контейнеров может совместно использовать доступ к одной операционной системе и использовать свои вычислительные ресурсы с одного устройства.

Инкапсуляция в ООП: контейнеры и виртуальные машины

Контейнеризация стала альтернативой виртуальным машинам благодаря высокоэффективному использованию вычислительных ресурсов. Виртуализация позволяла одновременно запускать несколько операционных систем и приложений при совместном использовании ресурсов одного компьютера. Контейнеры улучшили эту модель за счет совместного использования операционной системы хоста и установки механизма выполнения контейнера в операционную систему хост-компьютера.

Компьютер с четырьмя виртуальными машинами расходует дополнительные ресурсы для каждого экземпляра операционной системы, на которой он работает, в то время как компьютер с установленным механизмом контейнеризации может запускать такое же количество приложений в одной операционной системе. В результате несколько контейнеров могут работать, используя те же вычислительные мощности, что и одна виртуальная машина.

Контейнеры

— это лишь один из примеров инкапсуляции в программировании, когда данные и методы объединяются в один пакет.

Как информация скрывается с помощью программирования инкапсуляции?

Как мы упоминали ранее, инкапсуляция в объектно-ориентированном программировании позволяет разработчикам объединять данные и методы вместе, но ее также можно использовать для сокрытия конфиденциальных данных, которые не должны открываться пользователям. В языке программирования Java и во многих других языках скрытие информации управляется с помощью методов получения/установки для атрибутов данных, которые будут доступны для чтения или могут быть обновлены другими классами.

Инкапсуляция в ООП: методы получения/установки

Метод получения используется для извлечения значения определенной переменной в классе. Метод установки используется для установки или обновления значения конкретной переменной в классе. Программисты могут использовать модификаторы доступа для определения видимости и доступности классов, а также содержащихся в них данных и методов. В языке программирования Java существует четыре типа модификаторов доступа на выбор:

  • Частный — Когда модификатор закрытого доступа применяется к атрибуту или методу, к нему можно получить доступ только с помощью кода внутри того же класса. В результате классу, скорее всего, потребуется включить методы получения и установки, которые можно использовать для доступа к информации об атрибуте или для изменения его значения. Переменные, к которым можно получить доступ только через вызовы геттера и сеттера, инкапсулируются.
  • Защищено — Защищенная переменная или метод могут быть доступны коду в пределах того же самого класса, любым классам, которые находятся в том же самом пакете и всем подклассам в том же самом или других пакетах.
  • Публичный — Модификатор общего доступа является наименее ограничивающим из всех. Методы, атрибуты и классы, закодированные с помощью этого модификатора доступа, можно просмотреть и получить к ним доступ с помощью кода в том же классе и во всех других классах.
  • Без модификатора — Если переменная не имеет модификатора доступа, к ней можно получить доступ или просмотреть из того же класса или из всех других классов в том же пакете.

Сокрытие информации об атрибутах и ​​методах с помощью инкапсуляции в программировании дает множество преимуществ. Во-первых, он не позволяет другим разработчикам писать сценарии или API-интерфейсы, использующие ваш код.

No related posts.