Инкапсуляция (англ. encapsulation, от лат. in capsula) — в информатике, размещение в одном компоненте данных и методов, которые с ними работают. В реализации большинства языков программирования (C++, C#, Java и другие) обеспечивается механизм сокрытия, позволяющий разграничивать доступ к различным частям компонента.
Инкапсуляция зачастую рассматривается как понятие, присущее исключительно объектно-ориентированному программированию (ООП), но в действительности обширно встречается и в других (см. подтипизация на записях и полиморфизм записей и вариантов). В ООП инкапсуляция тесно связана с принципом абстракции данных (не путать с абстрактными типами данных, реализации которых предоставляют возможность инкапсуляции, но имеют иную природу). Это, в частности, влечёт за собой различия в терминологии в разных источниках. В сообществе C++ или Java, PHP принято рассматривать инкапсуляцию без сокрытия как неполноценную. Однако, некоторые языки (например, Smalltalk, Python) реализуют инкапсуляцию, но не предусматривают возможности сокрытия в принципе. Другие (Standard ML , OCaml) жёстко разделяют эти понятия как ортогональные и предоставляют их в семантически различном виде (см. сокрытие в языке модулей ML).
Подробности
Термин «инкапсуляция» может означать следующее в разных языках программирования:
- механизм языка, ограничивающий доступ одних компонентов программы к другим;
- языковая конструкция, связывающая данные с методами для их обработки.
Слово «инкапсуляция» происходит от латинскогоin capsula — «размещение в оболочке». Таким образом, инкапсуляцию можно интуитивно понимать как изоляцию, закрытие чего-либо инородного с целью исключения влияния на окружающее, обеспечение доступности главного, выделение основного содержания путём помещения всего мешающего, второстепенного в некую условную капсулу (чёрный ящик).
Примеры
Ada
packageStacksistypeStack_Typeisprivate;procedurePush(Stack: inoutStack_Type;Val: Integer);privatetypeStack_Dataisarray(1..100)ofInteger;typeStack_TypeisrecordMax:Integer:=0.3;Data:Stack_Data;end record;endStacks;C++
class A{ public: int a, b; //данные открытого интерфейса int Return_Something(); //метод открытого интерфейса private: int Aa, Ab; //скрытые данные void Do_Something(); //скрытый метод};Класс А инкапсулирует свойства Aa, Ab и метод Do_Something(), представляя внешний интерфейс Return_Something, 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 ValueDouble; 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 ValueDouble { 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 ValueDouble 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; public property MyField: Integer read GetMyField write SetMyField; end;Для создания интерфейса доступа к скрытым полям в Delphi введены свойства.
PHP
classA{privatestring$a;// скрытое свойствоprivateint$b;// скрытое свойствоprivatefunctiondoSomething():void//скрытый метод{//actions}publicfunctionreturnSomething():int//открытый метод{//actions}}В этом примере у класса А закрыты свойства $a и $b с целью предотвращения повреждения этих свойств другим кодом, которому необходимо предоставить только права на чтение.
Java
В Java инкапсуляция понимается как механизм, связывающий код и данные, которыми он манипулирует, защищая оба этих компонента от внешнего вмешательства и злоупотреблений. Инкапсуляцию можно считать защитной оболочкой, которая предохраняет код и данные от произвольного доступа со стороны другого кода, находящегося снаружи оболочки. Доступ к коду и данным, находящимся внутри оболочки, строго контролируется тщательно определённым интерфейсом. В Java основой инкапсуляции является класс[1].
classFirst { private int a; private int b; private void doSomething() { //скрытый метод //actions } public int getSomething() { //открытый метод return a; } }JavaScript
let A = function() { // private let _property; let _privateMethod = function() { /* actions */ } // скрытый метод // public this.getProperty = function() { // открытый интерфейс return _property; } this.setProperty = function(value) { // открытый интерфейс _property = value; _privateMethod(); }}или
let A = function() { // private let _property; let _privateMethod = function() { /* actions */ } // скрытый метод // public return { } }или используя приватные свойства
class A { #property; #privateMethod = () => { /* actions */ } get property() { // геттер return this.#property; } set property(value) { // сеттер this.#property = value; }}- ↑Герберт Шилдт. Java. Полное руководство = The complete reference. Java / Тригуб С.Н.. — 8. — Санкт-Петербург: ООО "И.Д. Вильямс", 2012. — С. 52,53. — 1102 с. — (Oracle Press). — 1500 экз. — ISBN 978-5-8459-1759-1.
