封装聚合/组合

Question

关于封装的维基百科文章指出：

“封装还通过防止用户将组件的内部数据设置为无效或不一致的状态来保护组件的完整性”

我在论坛上开始了关于封装的讨论，其中我询问是否您应该始终在 setter 和/或 getter 内部克隆对象，以保留上述封装规则。我认为，如果您想确保主对象内部的对象不会在主对象外部被篡改，您应该始终克隆它。

一位讨论者认为，在这个问题上应该区分聚合和组合。基本上我认为他是这样的：

• 如果您想返回一个属于组合一部分的对象（例如，矩形的点），请克隆它。
• 如果要返回属于聚合一部分的对象（例如，作为 UserManager 一部分的 User），只需返回它而不破坏引用即可。

这对我来说也很有意义。但现在我有点困惑了。并想听听您对此事的看法。

严格来说，封装是否总是要求克隆？

PS.：我用 PHP 编程，其中资源管理可能更相关，因为它是一种脚本语言。

Answer 1

严格来说，封装是否总是要求克隆？

不，事实并非如此。

您提到的人可能混淆了对象状态的保护与对象实现细节的保护。

请记住这一点：封装是一种提高代码灵活性的技术。封装良好的类可以更改其实现而不影响其客户端。这就是封装的本质。

假设有以下类：

class PayRoll {
   private List<Employee> employees;

   public void addEmployee(Employee employee) {
       this.employees.add(employee);
   }
   public List<Employee> getEmployees() {
       return this.employees;
   }
}

现在，该类的封装性较低。您可以说方法 getEmployees 破坏了封装，因为通过返回类型 List，您无法再在不影响类的客户端的情况下更改此实现细节。例如，我无法在不影响客户端代码的情况下更改它，例如 Map 集合。

通过克隆对象的状态，您可能会改变客户端的预期行为。这是解释封装的一种有害方式。

public List<Employee> getEmployees() {
    return this.employees.clone();
}

人们可以说上面的代码改进了封装，因为现在 addEmployee 是唯一可以修改内部 List 的地方。因此，如果我有一个设计决定，将新的员工项目添加到列表的头部而不是尾部。我可以进行此修改：

public void addEmployee(Employee employee) {
    this.employees.insert(employee);  //note "insert" is used instead of "add"
}

但是，这只是封装的一小部分增量，但代价却很大。您的客户给人的印象是可以接触到员工，但实际上他们只有一份副本。因此，如果我想更新员工 John Doe 的电话号码，我可能会错误地访问 Employee 对象，并期望在下次调用 PayRoll.getEmployees 时反映更改。

具有更高封装性的实现将执行如下操作：

class PayRoll {
   private List<Employee> employees;

   public void addEmployee(Employee employee) {
       this.employees.add(employee);
   }
   public Employee getEmployee(int position) {
       return this.employees.get(position);
   }
   public int count() {
       return this.employees.size();
   }
}

现在，如果我想更改映射的列表，我可以自由地执行此操作。
此外，我并没有破坏客户可能期望的行为：当从 PayRoll 修改 Employee 对象时，这些修改不会丢失。

我不想过多地扩展自己，但请告诉我这是否清楚。我很乐意继续提供更详细的示例。

Answer 2

不，封装只是要求通过创建状态的单个访问点来控制状态的能力。

例如，如果您想要封装类中的一个字段，则可以创建一个公共方法，该方法将成为获取该字段包含的值的单个访问点。封装就是围绕该字段创建单个访问点的过程。

如果您希望更改该字段值的返回方式（克隆等），您可以随意这样做，因为您知道您控制着该字段的单一途径。