封装。精心设计的班级

Question

今天我读了一本书，作者写道，在设计良好的类中，访问属性的唯一方法是通过该类方法之一。这是一个被广泛接受的想法吗？为什么封装属性如此重要？如果不这样做可能会产生什么后果？我之前在某处读到这可以提高安全性或类似的东西。任何 PHP 或 Java 中的示例都会非常有帮助。

Answer 1

关于如何实现“良好的 OOD”的观点五花八门，而且经验丰富的程序员和设计师往往对设计选择和理念存在分歧。如果你问不同语言背景和范式的人，这可能会引发一场激烈的争论。

是的，理论上理论和实践是相同的，所以语言的选择不应该对高层设计产生太大影响。但实际上它们确实如此，因此好事和坏事都会发生。

让我添加一下：
这取决于。封装（使用支持语言）使您可以控制类的使用方式，因此您可以告诉人们：这是 API，您必须使用它。在其他语言（例如 python）中，官方 API 和非正式（可能会更改）接口之间的区别仅在于命名约定（毕竟，我们都是同意的成年人）

封装不是一项安全功能。

Answer 2

考虑

使用访问器进行封装​​的另一个想法也可以在未来提供更好的可维护性。在上面 Feanor 的回答中，它可以很好地执行安全检查（假设您的 instvar 是私有的），但它可以有更进一步的好处。

考虑以下场景：
1) 您完成您的应用程序，并将其分发给一组用户（内部、外部等）。
2) BigCustomerA 联系您的团队并希望将审核跟踪添加到产品中。

如果每个人都在代码中使用访问器方法，那么实现起来几乎微不足道。像这样：

MyAPI 版本 1.0

public class MyClass {
    private int importantValue;
    ...
    public void setImportantValue(int newValue) {
        if (newValue < 0) {
           throw new IllegalArgumentException("value cannot be < 0");
        }
        importantValue = newValue;
    }
    ...
}

MyAPI V1.1（现在带有审计跟踪）

public class MyClass {
    private int importantValue;
    ...
    public void setImportantValue(int newValue) {
        if (newValue < 0) {
           throw new IllegalArgumentException("value cannot be < 0");
        }
        this.addAuditTrail("importantValue", importantValue, newValue);
        importantValue = newValue;
    }
    ...
}

API 的现有用户无需更改其代码，新功能（审计跟踪）现已推出。
如果不使用访问器进行封装​​，您将面临巨大的迁移工作。

第一次编码时，看起来工作量很大。键入：class.varName = Something 与 class.setVarName(something); 的速度要快得多，但如果每个人都采取简单的方法，那么从 BigCustomerA 的功能请求中获得报酬将是一个巨大的努力。

Answer 3

在面向对象编程中，有一个被称为（http://en.wikipedia.org/wiki/Open/filled_principle）的原则：
概念验证--> 开放和封闭原则。这一原则仍然适用于：良好的类设计应该对可扩展性（继承）开放，但对内部成员的修改（封装）关闭。这意味着您无法在不关心对象的情况下修改它的状态。

因此，新语言仅通过属性（C++ 或 Java 中的 getters 和 setters 方法）修改内部变量（字段）。在 C# 中，属性编译为 MSIL 中的方法。

C#：

int _myproperty = 0;
public int MyProperty
{
    get { return _myproperty; }
    set { if (_someVarieble = someConstantValue) { _myproperty = value; } else { _myproperty = _someOtherValue; }  }    
}

C++/Java：

int _myproperty = 0;
public void setMyProperty(int value) 
{
  if (value = someConstantValue) { _myproperty = value; } else { _myproperty = _someOtherValue; }
}
public int getMyProperty() 
{
    return _myproperty;
}

Answer 4

借鉴这些想法（来自 Head First C#）：

• 思考这些字段可能被滥用的方式。如果设置不正确，可能会出现什么问题。
• 你们班上的一切都是公开的吗？花一些时间考虑封装。
• 哪些领域需要处理或计算？他们是主要候选人。
• 仅在需要时才公开字段和方法。如果您没有理由公开某些内容，请不要公开。

Answer 5

这是一个被广泛接受的想法吗？

在面向对象的世界中，是的。

为什么封装属性如此重要？如果不这样做可能会产生什么后果？

对象旨在成为包含数据和行为的内聚实体，其他对象可以通过公共接口以受控方式访问这些数据和行为。如果一个类不封装其数据和行为，它就不再能够控制所访问的数据，并且无法履行其与公共接口隐含的其他对象的契约。

这样做的一个大问题是，如果一个类必须在内部更改，则公共接口不应该更改。这样它就不会破坏任何代码，并且其他类可以像以前一样继续使用它。

任何 PHP 或 Java 示例都会非常有帮助。

这是一个 Java 示例：

public class MyClass {
    // Should not be < 0
    public int importantValue;
    ...
    public void setImportantValue(int newValue) {
        if (newValue < 0) {
           throw new IllegalArgumentException("value cannot be < 0");
        }
    }
    ...
}

这里的问题是，因为我没有将 importantValue 封装为 private 而不是公开，所以任何人都可以绕过我放入的检查setter 来防止对象处于无效状态。 importantValue 永远不应该小于 0，但由于缺乏封装性，无法阻止这种情况发生。

Answer 6

不这样做可能会产生什么后果
做吗？

封装背后的整个思想是，与类（其接口除外）相关的所有知识都位于类本身内。例如，允许直接访问属性会带来确保任何分配在执行分配的代码上有效的责任。如果有效内容的定义发生变化，您必须使用该类仔细检查并审核所有内容，以确保它们符合要求。将规则封装在“setter”方法中意味着您只需在一处更改它，并且任何尝试任何有趣的事情的调用者都可以得到抛出异常作为回报。当属性更改时，您可能还想做很多其他事情，而 setter 就是执行这些操作的地方。

是否允许直接访问没有任何规则绑定的属性（例如，任何适合整数的内容都可以）是一个好的做法是值得商榷的。我认为为了一致性，使用 getter 和 setter 是一个好主意，即，您始终知道可以调用 setFoo() 来更改 foo 属性，而无需看看是否可以直接做。它们还允许您为您的类提供面向未来的证明，这样，如果您有其他代码要执行，放置它的位置已经存在。

就我个人而言，我认为必须使用 getter 和 setter 看起来很笨拙。我宁愿写 x.foo = 34 而不是 x.setFoo(34) 并期待有一天某些语言能提供相当于数据库触发器的功能允许您定义在赋值之前、之后或代替赋值的代码的成员。