Инкапсуляция в Java

🔥 🚀 Важно для всех, кто работает с Java! 🔥
На JavaRocks ты найдешь уникальные туториалы, практические задачи и редкие книги, которых не найти в свободном доступе. Присоединяйся к нашему Telegram-каналу JavaRocks — стань частью профессионального сообщества! 

Всем привет! Сегодня поговорим об инкапсуляции в Java и сразу начнем с примеров 🙂

Представьте, что перед вами кофейный автомат. Знаете ли вы, откуда берется кофе? Как поддерживается внутренняя температура? Как автомат определяет, как много молока нужно добавить?

Возьмём другой пример: как работает поисковая система Google? Как происходит поиск информации, релевантной запросу? Почему именно такой порядок ссылок на страницы с результатами?

И процесс приготовления кофе автоматом, и работа поисковой системы невозможны без одного из главных принципов ООП, инкапсуляции.

Инкапсуляция в Java

Изначально “инкапсуляция” – объединение данных и методов работы с этими данными в одном пакете (“капсуле”).

В Java в роли “капсулы” выступает класс. Он содержит как данные (поля), так и методы работы с ними.

Несмотря на то, что такой расклад событий кажется очевидным, в других парадигмах программирования все устроено иначе. Например, в функциональном программировании данные строго отделены от операций над ними.

А что насчет сокрытия реализации?

Зачастую термин “инкапсуляция” используется в контексте сокрытия внутренних деталей реализации объекта. Мы же используем сложные механизмы по типу кофейного автомата и поисковой системы Google, не понимая, как они устроены. Дело в том, что их создатели предоставили простые и удобные интерфейсы для комфортного использования этих механизмов.

Для обычного пользователя не имеет значения то, как автомат выглядит изнутри. Главное – взаимодействие с кнопками на панели: одна позволяет выбрать разновидность напитка, вторая отвечает за выбор сиропа и т.д. В этом и заключается суть термина “инкапсуляции” в рассматриваемом значении: все “внутренности” программы скрыты от пользователя.

В качестве примера рассмотрим класс Vehicle:

public class Vehicle {

   public void gas() {

       /* тут происходят сложные процессы, и в результате автомобиль движется вперед */
   }

   public void brake() {

       /* тут тоже происходит магия сложных вещей, в результате автомобиль замедляется */
   }

   public static void main(String[] args) {

       Vehicle vehicle = new Vehicle();

       // Как все выглядит для пользователя

       // Нажмите на одну педаль, и автомобиль тронется с места
       vehicle.gas();

       // Нажмите на другую педаль, и автомобиль затормозит
       vehicle.brake();
   }
}

Вот так Java-программе происходит сокрытие реализации. Достаточно просто вызвать нужный метод; то, что происходит “внутри”, не имеет значения.

Немного о сокрытии данных

В Java, помимо сокрытия реализации, есть также сокрытие данных.

Например, мы создали класс Cat:

public class Cat {

   public String name;
   public int age;
   public int weight;

   public Cat(String name, int age, int weight) {
       this.name = name;
       this.age = age;
       this.weight = weight;
   }

   public Cat() {
   }

   public void sayMeow() {
       System.out.println("Meow!");
   }


}

Проблема этого класса заключается в том, что его данные (поля) открыты для всех. Другой программист может легко создать безымянную кошку с весом 0 и возрастом -1000 лет:

public static void main(String[] args) {

   Cat cat = new Cat();
   cat.name = "";
   cat.age = -1000;
   cat.weight = 0;

}

В такой ситуации можно пристально следить за тем, не создаст ли кто-то из коллег каких-то “странных” объектов, но гораздо лучше было бы исключить саму возможность создавать такие “неправильные” объекты.

Сокрытие данных достигается с помощью:

1. модификаторов доступа(private, protected, package default);
2. геттеров и сеттеров.

Использование термина “инкапсуляция” в смысле сокрытия реализации является наиболее правильным. Тем не менее, другие значения также допускаются.

Преимущества, которые предоставляет инкапсуляция:

1. Контроль корректного состояния объекта: благодаря сеттеру и модификатору private мы обезопасили нашу программу от кошек с весом 0.
2. Удобный интерфейс: возможность оставить в распоряжении пользователя только методы.
3. Изменения внутри кода не влияют на то, как пользователи воспринимают механизм работы.

Перевод статьи «Encapsulation in Java».

Еще два основных принципа ООП – наследование и полиморфизм, вы можете перейти по ссылкам и прочитать о них подробнее в наших статьях 🙂