Как функции, не являющиеся методами, улучшают инкапсуляцию

Как функции, не являющиеся методами, улучшают инкапсуляцию

Авторы:

Жанр: Программирование

Циклы: не входит в цикл

Формат: Полный

Всего в книге 5 страниц. Год издания книги - 2000.

Когда приходится инкапсулировать, то иногда лучше меньше, чем больше

Я начну со следующего утверждения: Если вы пишете функцию, которая может быть выполнена или как метод класса, или быть внешней по отношению к классу, Вы должны предпочесть ее реализацию без использования метода. Такое решение увеличивает инкапсуляцию класса. Когда Вы думаете об использовании инкапсуляции, Вы должны думать том, чтобы не использовать методы.

Удивлены? Читайте дальше.

Читать онлайн Как функции, не являющиеся методами, улучшают инкапсуляцию


Предпосылка

Когда, в 1991 г., я писал первое издание "Эффективное использование C++" (Effective C++ [1]), я изучал проблему определения функций, связанных с классом. Для заданного класса C и функции f, связанной с C, я разработал следующий алгоритм:

>if (f необходимо быть виртуальной) сделайте f функцией-членом C;

>else

> if (f – это operator›› или operator‹‹) {

>  сделайте f функцией – не членом;

>  if (f необходим доступ к непубличным членам C) сделайте f другом C;

> }

> else if (в f надо преобразовывать тип его крайнего левого аргумента) {

>  сделайте f функцией – не членом;

>  if (f необходимо иметь доступ к непубличным членам C) сделайте f другом C;

> } else сделайте f функцией-членом C;

Этот алгоритм хорошо служил мне многие годы, и когда я правил "Эффективное использование C++" для второй издания в 1997 г. [2], я не сделал никаких изменений в этот алгоритм.

Однако, в 1998 году, когда я проводил презентацию в Actel, где Аран Канду (Arun Kundu) заметил, что мой алгоритм диктовал, что функции должны быть методами даже тогда, когда они могли бы быть реализованы как не члены, которые использовали только открытый интерфейс класса C. "Это действительно, что-нибудь означает?" – спросил он меня? Другими словами, если f могла бы быть реализован как функция-член (метод) или как функция не являющаяся не другом, не членом, я действительно защищал, что ее надо реализовать как метод класса? Я немного подумал об этом и решил, что это не то, то, что я подразумевал. Поэтому я изменил алгоритм [3]:

>if (f необходимо быть виртуальной) сделайте f функцией-членом C;

>else if (f – это operator›› или operator‹‹) {

> сделайте f функцией – не членом;

> if (f необходим доступ к непубличным членам C) сделайте f другом C;

>} else if (f необходимо преобразовывать тип его крайнего левого аргумента) {

> сделайте f функцией – не членом;

> if (f необходимо иметь доступ к непубличным членам C) сделайте f другом C;

>} else if (f может быть реализована через доступный интерфейс класса) сделайте f функцией – не членом;

>else сделайте f функцией-членом C;

С той поры я критиковал программистов, которые освоили урок, преподанный объектно-ориентированным подходом, предлагающий помещать функции внутрь классов, содержащих данные, обрабатываемые этими функциями. В ответ они возражают мне, что это все делается ради инкапсуляции.

Но они ошибаются.

Инкапсуляция

Инкапсуляция не определяет вершину мира. Нет ничего такого, что могло бы возвысить инкапсуляцию. Она полезна только потому, что влияет на другие аспекты нашей программы, о которых мы заботимся. В частности, она обеспечивает гибкость программы и ее устойчивость к ошибкам. Посмотрите на эту структуру, чья реализация (я думаю, что мы все согласимся) не является инкапсулированной:

>struct Point {

> int x, y;

>};

Слабостью этой структуры является то, что она не обладает гибкостью при ее изменении. Как только клиенты начнут использовать эту структуру, будет очень тяжело изменить ее. Придется изменять слишком много клиентского кода. Если бы мы позднее решили, что хотели бы вычислять x и y вместо того, чтобы хранить эти значения, мы были бы обречены на неудачу. У нас возникли бы аналогичные проблемы при запоздалом озарении, что программа должна хранить x и y в базе данных. Это реальная проблема при недостаточной инкапсуляции: имеется препятствие для будущих изменений реализации. Неинкапсулированное программное обеспечение негибко, и, в результате, оно не очень устойчиво. При изменении внешних условий программное обеспечение неспособно элегантно измениться вместе с ними. Не забывайте, что мы говорим здесь о практической стороне, а не о том, что является потенциально возможным. Понятно, что можно изменить структуру Point. Но, если большой объем кода зависит от этой структуры, то такие изменения не являются практичными.

Перейдем к рассмотрению класса с интерфейсом, предлагающим клиентам возможности, подобные тем, которые предоставляет выше описанная структура, но с инкапсулированной реализацией:

>class Point {

>public:

> int getXValue() const;

> int getYValue() const;

> void setXValue(int newXValue);

> void setYValue(int newYValue);

>private:

>… // прочее…

>};

Этот интерфейс поддерживает реализацию, используемую структурой (сохраняющей x и y как целые), но он также предоставляет альтернативные реализации, основанные, например, на вычислении или просмотре базы данных. Это более гибкий замысел, и гибкость делает возникающее в результате программное обеспечение более устойчивым. Если реализация класса найдена недостаточной, она может быть изменена без изменения клиентского кода. Принятые объявления доступных методов остаются, неизменными, что ведет к неизменности клиентского исходного текста. (Если необходимые провести изменения [4], то клиенты не нуждаются даже в перетрансляции.)

Инкапсулированное программное обеспечение более гибко, чем неинкапсулированное, и, при прочих равных условиях, эта гибкость делает его предпочтительнее при выборе метода проектирования.

Степень инкапсуляции

Класс, рассмотренный выше, не полностью инкапсулирует свою реализацию. Если реализация изменяется, то еще имеется код, который может быть изменен. В частности, методы класса могут оказаться нарушенными. По всей видимости, они зависят от особенностей данных класса. Однако ясно видно, что класс более инкапсулирован, чем структура, и хотелось бы иметь способ установить это более формально.


С этой книгой читают
Питон — модули, пакеты, классы, экземпляры

Python - объектно-ориентированный язык сверхвысокого уровня. Python, в отличии от Java, не требует исключительно объектной ориентированности, но классы в Python так просто изучить и так удобно использовать, что даже новые и неискушенные пользователи быстро переходят на ОО-подход.


Обработка событий в С++

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Симуляция частичной специализации
Автор: П Кузнецов

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


MFC и OpenGL

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Java 7

Рассмотрено все необходимое для разработки, компиляции, отладки и запуска приложений Java. Изложены практические приемы использования как традиционных, так и новейших конструкций объектно-ориентированного языка Java, графической библиотеки классов Swing, расширенной библиотеки Java 2D, работа со звуком, печать, способы русификации программ. Приведено полное описание нововведений Java SE 7: двоичная запись чисел, строковые варианты разветвлений, "ромбовидный оператор", NIO2, новые средства многопоточности и др.


Pro Git

Разработчику часто требуется много сторонних инструментов, чтобы создавать и поддерживать проект. Система Git — один из таких инструментов и используется для контроля промежуточных версий вашего приложения, позволяя вам исправлять ошибки, откатывать к старой версии, разрабатывать проект в команде и сливать его потом. В книге вы узнаете об основах работы с Git: установка, ключевые команды, gitHub и многое другое.В книге рассматриваются следующие темы:основы Git;ветвление в Git;Git на сервере;распределённый Git;GitHub;инструменты Git;настройка Git;Git и другие системы контроля версий.


Провидение и гитара

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Принц Отто

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Загадки истории. Факты. Открытия. Люди

Люди всегда с интересом относились ко всякого рода загадкам прошлого, которыми полна многовековая история человечества. Некоторые из этих загадок живут не одно тысячелетие и при этом постоянно обрастают новыми фактами, порой кардинально меняющими наше представление о многих событиях. И случается, что мифы и легенды, существующие в исторической памяти многих народов, после глубокого и всестороннего изучения становятся основой для выработки научных гипотез и версий при решении загадок далекого прошлого.


История России с древнейших времен до конца XVII века

"История России с древнейших времен до конца XVII века" - уникальное учебное пособие, созданное коллективом авторов под редакцией Л.В.Милова - известного историка, академика РАН, лауреата Государственной премии РФ. В издании предпринята попытка проследить воздействие природно-климатического и географического факторов на протяжении столетий не только на социально-экономическую жизнь страны, но и их влияние на государственно-политический строй, внутреннюю и внешнюю политику, культуру.Авторы этой книги - ведущие преподаватели Исторического факультета МГУ им.


Другие книги автора
Эффективное использование STL

В этой книге известный автор Скотт Мейерс раскрывает секреты настоящих мастеров, позволяющие добиться максимальной эффективности при работе с библиотекой STL.Во многих книгах описываются возможности STL, но только в этой рассказано о том, как работать с этой библиотекой. Каждый из 50 советов книги подкреплен анализом и убедительными примерами, поэтому читатель не только узнает, как решать ту или иную задачу, но и когда следует выбирать то или иное решение — и почему именно такое.


Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

Эффективный и современный С++Освоение С++11 и С++14 — это больше, чем просто ознакомление с вводимыми этими стандартами возможностями (например, объявлениями типов auto, семантикой перемещения, лямбда-выражениями или поддержкой многопоточности). Вопрос в том, как использовать их эффективно, чтобы создаваемые программы были корректны, эффективны и переносимы, а также чтобы их легко можно было сопровождать. Именно этим вопросам и посвящена данная книга, описывающая создание по-настоящему хорошего программного обеспечения с использованием C++11 и С++14 — т.е.