Zrozumienie enkapsulacji w OOPS z przykładami

Pisanie długich kodów podczas programowania jest zawsze wyzwaniem dla programistów. Dlatego programiści skupiają się na tworzeniu małych jednostek oprogramowania lub programów, które zawierają dobrze zdefiniowane interfejsy i protokoły. Jednak kluczowym wyzwaniem w tworzeniu tak małych jednostek jest ograniczenie ingerencji innych jednostek. To wyzwanie jest rozwiązywane za pomocą systemu programowania obiektowego (OOPS), ponieważ reprezentuje on obiekty, które mają zatwierdzone interfejsy i nie ma żadnych przeszkód w czasie implementacji.

Ten blog pomoże Ci zrozumieć pojęcie OOPS w programowaniu oraz proces enkapsulacji w OOPS.

Co to jest enkapsulacja w OOPS?

Programowanie obiektowe lub OOPS w Javie to paradygmat programowania lub metodologia odnosząca się do obiektów świata rzeczywistego. Wykorzystuje percepcję świata i hermetyzuje agregaty danych w postaci obiektów. OOPS to zbiór różnych obiektów, które komunikują się ze sobą za pomocą wiadomości. Istnieje kilka zalet programowania obiektowego. Wzmacnia programowanie zespołowe, ponieważ programiści pracują w izolacji, pracując nad poszczególnymi jednostkami. Ponieważ zawiera naturalny paradygmat, zmniejsza również obciążenie poznawcze.

Jedną z najważniejszych koncepcji związanych z programowaniem obiektowym jest enkapsulacja. Jest to ściśle związane z ukrywaniem danych. Aby lepiej zrozumieć pojęcie enkapsulacji, musimy odnieść się do paradygmatu świata przyrody. Na przykład, kiedy patrzymy na otaczające nas przedmioty, określony obiekt jest kompletny. Przypomina swoją charakterystykę i właściwości. Oznacza to, że zawarte są w nim właściwości lub charakter obiektu. Nie musimy patrzeć na inne obiekty, aby poznać właściwości konkretnego obiektu. Jednak niektóre obiekty mają ukryte właściwości, które nie są widoczne na powierzchni. Możemy zobaczyć te ukryte atrybuty tylko wtedy, gdy dwa lub więcej obiektów wchodzi w interakcję lub komunikuje się ze sobą.

Taka jest koncepcja enkapsulacji w świecie rzeczywistym – obiekty są niezależne, a na froncie widoczne są określone atrybuty. W przeciwieństwie do tego, pewne cechy są ukryte i można je zobaczyć tylko podczas komunikacji z innym przedmiotem.

Programiści wykorzystali tę koncepcję enkapsulacji w programowaniu. Dodają właściwości lub atrybuty do obiektów w izolacji. Enkapsulacja pozwala kilku programistom na niezależną pracę nad programem. Pomaga w efektywnej współpracy na późniejszym etapie. Dzięki enkapsulacji nie musisz się martwić, że jakikolwiek inny obiekt będzie ingerował w Twój obiekt – możesz zaprosić innych programistów lub obiekty do interakcji z Twoimi obiektami w kontrolowanym środowisku. W języku Java musimy używać konstrukcji językowych do łączenia zmiennych i funkcji.

Mówiąc prościej, enkapsulacja odnosi się do ukrywania reprezentacji obiektów w klasie. Nawet jeśli ktoś dokona modyfikacji w określonych komponentach klasy, Encapsulation zabrania jakichkolwiek zmian w prezentacji obiektów. W enkapsulacji kod wiąże i manipuluje danymi. Pomiędzy kodem a zewnętrzną reprezentacją istnieje mur lub tarcza.

Po hermetyzacji Twój kod powinien być łatwo dostępny dla innych. Nie powinien być techniczny ani trudny w obsłudze i nikt nie może ingerować w wewnętrzne ramy. W programowaniu Encapsulation oddziela wszystkie klasy i zapobiega niepotrzebnym ingerencjom.

Ucz się kursów rozwoju oprogramowania online z najlepszych światowych uniwersytetów. Zdobywaj programy Executive PG, Advanced Certificate Programs lub Masters Programs, aby przyspieszyć swoją karierę.

Struktura enkapsulacji

Struktura enkapsulacji rozróżnia procesy specyfikacji i implementacji w klasie. Specyfikacja oznacza określone komunikaty lub usługi, które klasa oferuje swoim klientom. Z drugiej strony, implementacja odnosi się do reprezentowania obiektów w klasie i sposobu, w jaki obiekty współdziałają ze sobą poprzez odpowiedni system. Podczas gdy specyfikacja skupia się na tym, „co”, implementacja odnosi się do „jak”.

Enkapsulacja pomaga w tworzeniu abstrakcyjnych typów danych, które można zmieniać zewnętrznie. Aby kontrolować enkapsulację, możemy zadeklarować zmienne z różnymi modyfikatorami dostępu. W Javie enkapsulacja chroni tylko nazwę obiektu, a nie sam obiekt. Aby zaimplementować proces enkapsulacji, musimy ustawić zmienne instancji jako prywatne, aby nikt inny nie mógł ich przeglądać ani modyfikować. Metody klasy pozwolą użytkownikom tylko na pobieranie i ustawianie wartości zmiennych.

W języku C++ Encapsulation oddziela interfejs klasy od procesu implementacji. Jednak definicja klasy musi obejmować pewne aspekty reprezentacji obiektów.

W języku Java enkapsulacja odnosi się do integracji interfejsu klasy i implementacji w jednym pliku.

Przykłady enkapsulacji

Poniższe przykłady pomogą lepiej zrozumieć koncepcję enkapsulacji:

• W lodówce wewnętrzne przewody są chronione przez zewnętrzny korpus, który działa jak osłona. To, co widzimy na zewnątrz, jest oddzielone od wnętrza. Nazywa się to enkapsulacją. Zewnętrzna powłoka zapobiega ingerencji w wewnętrzne przewody lub przyciski.

• Również w kierownicy obracamy kołem, aby poruszyć pojazdem. To, co widzimy, jest tylko samodzielnym obiektem o określonych cechach i reprezentacjach. Nie zajmujemy się wewnętrzną implementacją koła i nie możemy w to ingerować.

• Innym świetnym przykładem zrozumienia pojęcia enkapsulacji jest kalkulator. Użytkownicy nie mają pojęcia, jak kalkulator działa wewnętrznie. Wiedzą, że uzyskają pożądane wyniki, jeśli dodadzą wartości i nacisną określoną funkcję, taką jak dodawanie, odejmowanie, dzielenie lub mnożenie. Podobnie w enkapsulacji programu użytkownicy mogą zobaczyć tylko reprezentację obiektów, a nie sposób ich implementacji.

Jakie są zalety enkapsulacji w OOPS?

Oto kilka zalet enkapsulacji w programowaniu:

• Hermetyzacja ułatwia utrzymanie programu. Skraca czas poświęcony na rozwój programu i poprawia jakość oprogramowania.
• Zmniejsza techniczność w środowisku zewnętrznym.
• Enkapsulacja czyni klasę prywatną i ukrywa szczegóły implementacji przed innymi użytkownikami.
• Enkapsulowany kod można również ponownie wykorzystać, ponieważ jest ukryty przed środowiskiem zewnętrznym.

Czym różni się enkapsulacja od abstrakcji i dziedziczenia?

Podobnie jak w przypadku enkapsulacji, pojęcie abstrakcji w programowaniu odnosi się do ukrywania danych. Tylko istotne atrybuty obiektu są widoczne dla użytkownika. Jednocześnie wszystkie niepotrzebne informacje są ukrywane. Najważniejszą zaletą abstrakcji jest to, że zmniejsza ona niepotrzebną złożoność. Abstrahując, tylko istotne dane są udostępniane przed użytkownikiem. Ukrywa nieistotne i niepotrzebne informacje. Możemy zrozumieć pojęcie abstrakcji na przykładzie mikrofali. Wkładamy jedzenie do kuchenki mikrofalowej, naciskamy kilka przycisków i wkrótce dostajemy gorące jedzenie. Nie interesuje nas to, jak mikrofalówka działa wewnętrznie, funkcje, który przewód ma co robić itp.

W enkapsulacji głównym celem jest ochrona informacji wewnętrznych przed niepotrzebną ingerencją ze świata zewnętrznego. Ukrywa dane w jednostkach, aby inni nie mogli ich modyfikować. Jednak abstrakcyjnie chodzi o to, aby trzymać nieistotne informacje z dala od użytkowników i zwiększyć prostotę użytkowania.

Inną ważną koncepcją w programowaniu obiektowym jest dziedziczenie. Odnosi się do procesu, w którym jedna klasa nabywa lub dziedziczy właściwość innej klasy.

Wniosek

Ponieważ programowanie obiektowe ma wiele zalet, firmy preferują programistów z umiejętnościami OOP. Średnia pensja za pracę w programowaniu obiektowym w Indiach wynosi 8 75 000 INR rocznie. Jeśli już pracujesz jako programista, dogłębna wiedza na temat OOP z większym prawdopodobieństwem przyczyni się do rozwoju Twojej kariery.

Program Executive PG w rozwoju oprogramowania - specjalizacja w rozwoju pełnego stosu przez upGrad jest idealny dla pracujących profesjonalistów i początkujących, którzy chcą zdobyć praktyczne umiejętności związane z tworzeniem oprogramowania. Ten kurs nauczy Cię różnych umiejętności, w tym tworzenia oprogramowania, tworzenia stron internetowych, interfejsów API zaplecza i interaktywnego interfejsu użytkownika. Ponadto będziesz pracować nad kilkoma projektami i zadaniami, które wzbogacą Twoje CV. Oprócz tego, upGrad zapewnia również 360-stopniowe wsparcie kariery dla wszystkich uczniów.