Инкапсуляция (программирование)

Инкапсуля́ция — свойство языка программирования, позволяющее пользователю не задумываться о сложности реализации используемого программного компонента (то, что у него внутри), а взаимодействовать с ним посредством предоставляемого интерфейса (публичных членов — методов, данных etc.), а также объединить и защитить жизненно важные для компонента данные. При этом пользователю предоставляется только интерфейс — спецификация объекта.

• Пользователь может взаимодействовать с объектом только через этот интерфейс. Реализуется с помощью ключевого слова: public.
• Пользователь не может использовать закрытые данные и методы. Реализуется с помощью ключевых слов: private, protected, internal.

Инкапсуляция — один из четырёх важнейших механизмов объектно-ориентированного программирования (наряду с абстракцией, полиморфизмом и наследованием).

Сокрытие реализации целесообразно применять в следующих случаях:

• предельная локализация изменений при необходимости таких изменений,
• прогнозируемость изменений (какие изменения в коде надо сделать для заданного изменения функциональности) и прогнозируемость последствий изменений.

Примеры

C++

class A 
{
 public:
   int a, b; //данные открытого интерфейса
   int ReturnSomething(); //метод открытого интерфейса
 private:
   int Aa, Ab; //скрытые данные
   void DoSomething(); //скрытый метод
};

Класс А инкапсулирует свойства Aa, Ab и метод DoSomething, представляя внешний интерфейс ReturnSomething, a, b.

C#

Целью инкапсуляции является обеспечение согласованности внутреннего состояния объекта. В C# для инкапсуляции используются публичные свойства и методы объекта. Переменные, за редким исключением, не должны быть публично доступными. Проиллюстрировать инкапсуляцию можно на простом примере. Допустим, нам необходимо хранить вещественное значение и его строковое представление (например, для того, чтобы не производить каждый раз конвертацию в случае частого использования). Пример реализации без инкапсуляции таков:

    class NoEncapsulation
    {
        public double Value;
        public string ValueString;
    }

При этом мы можем отдельно изменять как само значение Value, так и его строковое представление, и в некоторый момент может возникнуть их несоответствие (например, в результате исключения). Пример реализации с использованием инкапсуляции:

    class EncapsulationExample
    {
        private double valueDouble;
        private string valueString;
 
        public double Value
        {
            get { return valueDouble; }
            set 
            {
                valueDouble = value;
                valueString = value.ToString();
            }
        }
 
        public string ValueString
        {
            get { return valueString; }
            set 
            {
                double tmp_value = Convert.ToDouble(value); //здесь может возникнуть исключение
                valueDouble = tmp_value;
                valueString = value;
            }
        }
    }

Здесь доступ к переменным valueDouble и valueString возможен только через свойства Value и ValueString. Если мы попытаемся присвоить свойству ValueString некорректную строку и возникнет исключение в момент конвертации, то внутренние переменные останутся в прежнем, согласованном состоянии, поскольку исключение вызывает выход из процедуры.

Delphi

В Delphi для создания скрытых полей или методов их достаточно объявить в секции private.

  TMyClass = class
  private
    FMyField: Integer;
    procedure SetMyField(const Value: Integer);
    function GetMyField: Integer;
  protected
  public
    property MyField: Integer read GetMyField write SetMyField;
  end;

Для создания интерфейса доступа к скрытым полям в Delphi введены свойства.

PHP5

class A 
{
 private $a; // скрытое свойство
 private $b; // скрытое свойство
 private function DoSomething() //скрытый метод
 {  
  //actions
 }
 
 public function ReturnSomething() //открытый интерфейс
 { 
  //actions
 }
};

В этом примере закрыты свойства $a и $b для класса A с целью предотвращения повреждения этих свойств другим кодом, которому необходимо предоставить только права на чтение.

Java

class A
{
 private int a;
 private int b;
 
 private void doSomething() //скрытый метод
 {
  //actions
 }
 
 public int returnSomething() //открытый интерфейс
 {
  return a;
 } 
}

См. также

• Абстракция данных
• Полиморфизм (программирование)
• Наследование (программирование)