Verstehen der Kapselung in OOPS mit Beispielen

Es ist immer eine Herausforderung für Programmierer, beim Programmieren lange Codes zu schreiben. Daher konzentrieren sich die Programmierer darauf, kleine Softwareeinheiten oder Programme zu erstellen, die wohldefinierte Schnittstellen und Protokolle umfassen. Die größte Herausforderung bei der Schaffung solch kleiner Einheiten besteht jedoch darin, Störungen durch andere Einheiten einzuschränken. Diese Herausforderung wird mit Hilfe eines objektorientierten Programmiersystems (OOPS) gelöst, da es Objekte darstellt, die über bewährte Schnittstellen verfügen, und es gibt keine Hindernisse zum Zeitpunkt der Implementierung.

Dieser Blog wird Ihnen helfen, das Konzept von OOPS in der Programmierung und den Kapselungsprozess in OOPS zu verstehen.

Was ist Kapselung in OOPS?

Objektorientierte Programmierung oder OOPS in Java ist ein Programmierparadigma oder eine Methodik, die sich auf reale Objekte bezieht. Es nutzt die Wahrnehmung der Welt und kapselt Datenaggregate in Form von Objekten. OOPS ist eine Sammlung verschiedener Objekte, die über Nachrichten miteinander kommunizieren. Es gibt mehrere Vorteile der objektorientierten Programmierung. Es verbessert die Teamprogrammierung, da die Programmierer isoliert arbeiten, um an einzelnen Einheiten zu arbeiten. Da es ein natürliches Paradigma enthält, reduziert es auch die kognitive Belastung.

Eines der wichtigsten Konzepte im Zusammenhang mit der objektorientierten Programmierung ist die Kapselung. Es ist eng mit dem Verbergen von Daten verbunden. Um das Konzept der Einkapselung besser zu verstehen, müssen wir uns auf das Paradigma der natürlichen Welt beziehen. Wenn wir beispielsweise Objekte um uns herum betrachten, ist ein bestimmtes Objekt vollständig. Es ähnelt seinen Merkmalen und Eigenschaften. Es bedeutet, dass die Eigenschaften oder die Art eines Objekts darin eingekapselt sind. Wir müssen uns nicht andere Objekte ansehen, um die Eigenschaften eines bestimmten Objekts herauszufinden. Bestimmte Objekte haben jedoch verborgene Eigenschaften, die auf der Oberfläche nicht sichtbar sind. Wir können diese verborgenen Attribute nur sehen, wenn zwei oder mehr Objekte miteinander interagieren oder kommunizieren.

Dies ist das Konzept der Kapselung in der realen Welt – Objekte sind unabhängig mit spezifischen Attributen, die auf der Vorderseite sichtbar sind. Im Gegensatz dazu sind bestimmte Merkmale verborgen und können nur bei der Kommunikation mit einem anderen Objekt beobachtet werden.

Programmierer haben dieses Konzept der Kapselung beim Programmieren verwendet. Sie fügen isoliert Eigenschaften oder Attribute zu Objekten hinzu. Durch die Kapselung können mehrere Programmierer unabhängig voneinander an einem Programm arbeiten. Es hilft bei der effektiven Zusammenarbeit zu einem späteren Zeitpunkt. Mit Encapsulation müssen Sie sich keine Sorgen machen, dass andere Objekte Ihr Objekt stören – Sie können andere Programmierer oder Objekte einladen, mit Ihren Objekten in einer kontrollierten Umgebung zu interagieren. In der Java-Sprache müssen wir Sprachkonstrukte verwenden, um Variablen und Funktionen zusammenzubringen.

Vereinfacht ausgedrückt bezieht sich Kapselung auf das Verbergen der Darstellung von Objekten innerhalb einer Klasse. Selbst wenn jemand Änderungen an bestimmten Komponenten der Klasse vornimmt, verbietet Encapsulation jegliche Änderungen in der Darstellung von Objekten. Bei der Kapselung bindet und manipuliert ein Code die Daten. Zwischen dem Code und der äußeren Repräsentation existiert eine Wand oder ein Schild.

Nach der Kapselung sollte Ihr Code für andere leicht zugänglich sein. Es sollte nicht technisch oder schwierig zu bedienen sein, und niemand darf in den internen Rahmen eingreifen. Beim Programmieren hält Encapsulation alle Klassen getrennt und verhindert unnötige Interferenzen.

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Kapselungs-Framework

Das Encapsulation Framework unterscheidet die Spezifikations- und Implementierungsprozesse in einer Klasse. Spezifikation bezeichnet die besonderen Nachrichten oder Dienste, die eine Klasse ihren Kunden anbietet. Andererseits bezieht sich die Implementierung auf die Darstellung von Objekten innerhalb einer Klasse und darauf, wie die Objekte durch ein geeignetes System miteinander interagieren. Während sich die Spezifikation auf das „Was“ konzentriert, bezieht sich die Implementierung auf das „Wie“.

Die Kapselung hilft beim Erstellen abstrakter Datentypen, die extern geändert werden können. Um die Kapselung zu steuern, können wir die Variablen mit verschiedenen Zugriffsmodifikatoren deklarieren. In Java schützt Encapsulation nur den Namen des Objekts und nicht das Objekt selbst. Um den Kapselungsprozess zu implementieren, müssen wir Instanzvariablen privat machen, damit sie nicht von jemand anderem angezeigt oder geändert werden können. Die Klassenmethoden erlauben den Benutzern nur, den Wert von Variablen abzurufen und festzulegen.

In der Sprache C++ trennt die Kapselung die Klassenschnittstelle vom Implementierungsprozess. Die Definition der Klasse muss jedoch bestimmte Aspekte der Repräsentation von Objekten beinhalten.

In der Java-Sprache bezieht sich Encapsulation auf die Integration von Klassenschnittstelle und Implementierung in einer einzigen Datei.

Beispiele für Kapselungen

Die folgenden Beispiele helfen Ihnen, das Konzept der Kapselung besser zu verstehen:

• In einem Kühlschrank werden die inneren Drähte durch den äußeren Körper geschützt, der als Abschirmung dient. Was wir außen sehen, ist von innen getrennt. Es heißt Kapselung. Die äußere Abdeckung verhindert jegliche Interferenz mit inneren Drähten oder Knöpfen.

• Auch bei einem Lenkrad drehen wir das Rad, um das Fahrzeug zu bewegen. Was wir sehen, ist nur das eigenständige Objekt mit spezifischen Eigenschaften und Repräsentationen. Wir kümmern uns nicht um die interne Implementierung des Rades und können nicht eingreifen.

• Ein weiteres großartiges Beispiel, um das Konzept der Kapselung zu verstehen, ist ein Taschenrechner. Die Benutzer haben keine Ahnung, wie ein Taschenrechner intern funktioniert. Sie wissen, dass sie die gewünschten Ergebnisse erhalten, wenn sie Werte addieren und eine bestimmte Funktion wie Addition, Subtraktion, Division oder Multiplikation drücken. Ebenso können die Benutzer in der Kapselung eines Programms nur die Darstellung der Objekte sehen und nicht, wie sie implementiert sind.

Was sind die Vorteile der Kapselung in OOPS?

Im Folgenden sind die verschiedenen Vorteile der Kapselung bei der Programmierung aufgeführt:

• Die Kapselung erleichtert die Wartung des Programms. Es reduziert den Zeitaufwand für die Entwicklung des Programms und erhöht die Qualität der Software.
• Es reduziert den technischen Aufwand in der externen Umgebung.
• Die Kapselung macht eine Klasse privat und verbirgt Implementierungsdetails vor anderen Benutzern.
• Der eingekapselte Code kann auch wiederverwendet werden, da er vor der externen Umgebung verborgen ist.

Wie unterscheidet sich Kapselung von Abstraktion und Vererbung?

Ähnlich wie bei der Kapselung bezieht sich das Konzept der Abstraktion in der Programmierung auf das Verbergen von Daten. Nur wesentliche Attribute eines Objekts sind für den Benutzer sichtbar. Gleichzeitig werden alle unnötigen Informationen verborgen. Der wichtigste Vorteil der Abstraktion besteht darin, dass sie unnötige Komplexität reduziert. Bei der Abstraktion werden dem Nutzer nur relevante Daten zur Verfügung gestellt. Es verbirgt irrelevante und unnötige Informationen. Wir können den Begriff der Abstraktion am Beispiel einer Mikrowelle verstehen. Wir stellen unser Essen in die Mikrowelle, drücken einige Knöpfe und bald bekommen wir warmes Essen. Uns geht es nicht darum, wie eine Mikrowelle intern arbeitet, funktioniert, welcher Draht was machen soll usw.

Bei der Kapselung besteht der Hauptzweck darin, interne Informationen vor unnötigen Eingriffen von außen zu schützen. Es verbirgt Daten in Einheiten, sodass andere sie nicht ändern können. In der Abstraktion besteht die Idee jedoch darin, irrelevante Informationen von den Benutzern fernzuhalten und die einfache Verwendung zu verbessern.

Ein weiteres wichtiges Konzept in der objektorientierten Programmierung ist die Vererbung. Es bezieht sich auf den Prozess, bei dem eine Klasse das Eigentum einer anderen Klasse erwirbt oder erbt.

Fazit

Da die objektorientierte Programmierung mehrere Vorteile hat, bevorzugen Unternehmen Entwickler mit OOP-Kenntnissen. Das durchschnittliche Gehalt für einen objektorientierten Programmierjob in Indien beträgt INR 8,75,000 pro Jahr. Wenn Sie bereits als Softwareentwickler arbeiten, werden fundierte Kenntnisse über OOP Ihr Karrierewachstum eher fördern.

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