Инкапсуляция в Java

27 мая, 201818 июля, 2018 Vertex Academy инкапсуляция java,что такое инкапсуляция java

Данная статья:

написана командой Vertex Academy.
это одна из статей из нашего "Самоучителя по Java"

Привет! Это статья про инкапсуляцию - один из принципов ООП. Если Вы не знаете, что такое принципы ООП - почитайте эту статью:

Что такое инкапсуляция

В программировании очень важна безопасность. В ООП безопасность обеспечивается по-своему - с помощью принципа инкапсуляции (с англ. "encapsulation"). Инкапсуляцию можно перевести как "положить что-то во что-то", или для простоты "обернуть в капсулу" 🙂

С помощью инкапсуляции мы защищаем данные от неправомерного использования.

Если еще проще

Как не удивительно, мы можем видеть инкапсуляцию и в повседневной жизни. Например, Ваше имя и фамилия находится в относительно свободном доступе - они известны всем Вашим знакомым. Но Вы не хотели бы, чтобы кто-то знал номер Вашей кредитки и ее пинкод? Если проводить аналогию с методами, Вы не хотели бы, чтобы кто-то, например, ездил на Вашей машине, спал в Вашей кровати и ел Вашу кашу? 🙂 Даже свои секреты мы доверяем ограниченному числу людей - можно сказать регулируем права доступа.

Для того, чтобы никто не получил доступ к тому, что не следует, мы пользуемся разными средствами для обеспечения безопасности - ставим замки на двери, пароль на телефон или ноутбук, и т.д.

Точно так же и в Java - мы пользуемся разными средствами для обеспечения принципа инкапсуляции. Но как же мы это делаем?

Как применяется инкапсуляция

Есть несколько способов регулировать доступ к нашим данным. Основные это:

Модификаторы доступа (Access modifiers)
Геттеры и Сеттеры (Getters and Setters)

Модификаторы доступа

Модификаторы доступа - это специальные слова, которые показывают, кому нельзя, а кому можно пользоваться данными.

Существуют четыре модификатора доступа:

На самом деле по названиям не сложно понять, что каждый из них означает:

public - "публичный, доступный всем"
default - "по умолчанию". Когда мы не пишем модификатора доступа (как мы это делали в наших предыдущих уроках), он по умолчанию имеет значение default. Данные с этим модификатором видны в пределах package.
protected - "защищенный". На самом деле это то же самое, что и default, только доступ имеют еще и классы-наследники.
private - "частный, личный". Такие данные видны только самому классу.

Модификаторы доступа пишутся перед названиями переменных, методов и даже классов:

Как это обеспечивает безопасность? Давайте попробуем создать класс, в котором будет только одна переменная - String s. Допустим она имеет модификатор public:

class MyClass {
    public String s = "Hello World!";
}

class MyClass {

public String s = "Hello World!";

}

Теперь попробуем вывести значение этой переменной на экран:

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        
        System.out.println(obj.s);
    }
}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

MyClass obj = new MyClass();

System.out.println(obj.s);

}

Отлично! Получили:

Тем не менее, точно так же мы можем и поменять эту переменную. Например:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        System.out.println(obj.s);

        obj.s = "It's modified!";
        System.out.println(obj.s);
    }
}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

MyClass obj = new MyClass();

System.out.println(obj.s);

obj.s = "It's modified!";

System.out.println(obj.s);

}

Получим:

Как видите, мы спокойно поменяли строку. А это не очень хорошо 🙁 Потому что так кто угодно из любой части программы сможет ее изменить.

Если мы не хотим этого - поменяем модификатор с public на private:

class MyClass {
    private String s = "Hello World!";
}

class MyClass {

private String s = "Hello World!";

}

Теперь при попытке доступа к переменной s - будь то чтение или запись - у нас возникнет ошибка:

Вот так мы защитили переменную от злодеев 🙂

Сейчас мы рассказали про модификаторы доступа в двух словах. Подробнее про модификаторы можете прочитать тут:

Геттеры и Сеттеры

Ну, вот мы защитили переменную - но ее же надо как-то менять? 🙂 Если влиять на переменную напрямую считается плохой практикой, то как по-другому, правильно можно изменять переменные?

Для этого существуют специальные методы - так называемые Геттеры и Сеттеры. Ну, они не то чтобы специальные - просто настолько часто используются, что были вынесены в отдельную категорию методов.

Геттер - от англ. "get", "получать" - это метод, с помощью которого мы получаем значение переменной, т.е. ее читаем. Например, создадим Геттер для нашей переменной s:

class MyClass {
    private String s = "Hello World!";

    public String getS()
    {
        return s;
    }
}

class MyClass {

private String s = "Hello World!";

public String getS()

{

return s;

}

Сеттер - от англ. "set", "устанавливать" - это метод, с помощью которого мы меняем, или задаем значение переменной. Допишем Сеттер для переменной s:

class MyClass {
    private String s = "Hello World!";

    public String getString()
    {
        return s;
    }
    public void setS(String newValue)
    {
        s = newValue;
    }
    
}

class MyClass {

private String s = "Hello World!";

public String getString()

{

return s;

}

public void setS(String newValue)

{

s = newValue;

}

Отлично! Теперь, если переписать наш main() по-правильному, получим:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        System.out.println(obj.getS());

        obj.setS("It's modified!");
        System.out.println(obj.getS());
    }
}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

MyClass obj = new MyClass();

System.out.println(obj.getS());

obj.setS("It's modified!");

System.out.println(obj.getS());

}

Как видите, вместо того чтобы напрямую стучаться к переменной, мы меняем ее с помощью сеттеров и сеттеров. Мы получаем:

Если результат такой же, зачем это все было менять?

Тут у нас в каждом методе всего по одной строчке, но если нам понадобится добавить какую-то логику - например, присваивать новое значение строке s только если она больше какой-то длины, или если содержит слово "Java". Главное, мы получаем контроль над происходящим - никто не может просто так менять или читать наши переменные.

Подробнее про Гетеры и Сеттеры можете прочитать тут:

Итого

Итак, теперь Вы знаете, что такое инкапсуляция и как она выглядит на практике. Напоследок хотелось бы сказать:

Создавая новый класс, Вы должны думать не только о функциональности, но и о безопасности - кто и при каких условиях может получать доступ к внутренностям Вашего класса.

Надеемся, что наша статья была Вам полезна. Можно записаться к нам на курсы по Java на сайте.