W poprzednich artykułach opisałem teorię i pokazałem przykłady kodu dotyczące tworzenia pierwszej klasy w języku Java, jak i gdzie zapisać wartości w klasie oraz jak wykonywać działania na klasie. Teraz przyszedł czas na ukrywanie, hermetyzowanie naszego kodu w klasie przed niepowołanym dostępem z innych fragmentów kodu.
Dlaczego mielibyśmy ukrywać nasz kod przed innymi klasami, developer’ami? W jaki sposób osiągnąć hermetyzację kodu? Dlaczego jest to tak ważne? Hermetyzacja jest jedną z trzech zasad programowania obiektowego, czyli: dziedziczenie, polimorfizm i hermetyzacja.
W języku Java hermetyzacja realizowana jest przez słowo kluczowe private, które może być używane dla klasy, metody oraz zmiennej.
// private - na poziomie klasy
private class Notebook {}
// private - na poziomie metody
private void goToPage(int page) {}
// private - na poziomie zmiennej
private int currentPage;
Dlaczego ukrywanie, hermetyzacja kodu przed innymi klasami jest taka ważna? Mając wiedzę z poprzednich artykułów wyobraźmy sobie klasę Thermostat, termostat umożliwia utrzymywanie zadanej temperatury, wprowadzana temperatura jest za pomocą klawiatury urządzenia (nie pokrętła). Termostat jest połączony z urządzeniem, które wydziela ciepło np. silnik samochodu i dba o prawidłową temperaturę pracy silnika. Jeżeli zmienna przechowująca ustawioną temperaturę nie miała by słowa kluczowego private, to można w dowolny sposób zmienić temperaturę i doprowadzić do uszkodzenia silnika.
Aby uniknąć wyżej opisanej sytuacji należy zmienne/pola/atrybuty klasy zrobić prywatnymi poprzez użycie słowa kluczowego private. Dodatkowo należy dodać warunek sprawdzający czy podana wartość temperatury dla termostatu mieści się w granicach poprawnej pracy urządzenia, np. 60 – 100 °C.
Poniżej przykład kodu ze zmienną prywatną.
public class Thermostat {
private double temperature;
}
Poniżej próba użycia zmiennej temperature dla klasy Thermostat.
public class CarEngineMain {
public static void main(String[] args) {
Thermostat thermostat = new Thermostat();
// thermostat.temperature = 99.99;
}
}
Nie możemy skorzystać ze zmiennej temperature ponieważ jest ona prywatna i tylko metody w klasie Thermostat mogą z niej korzystać. Próba dostępu do zmiennej prywatnej kończy się błędem kompilacji, w tym przypadku otrzymujemy komunikat: ‘temperature’ has private access in ‘pl.juniorjavadeveloper.java.first.clazz.encatsulation.Thermostat’.
W takim razie co należy zrobić, aby zmienić wartość zmiennej prywatnej? Należy skorzystać z własnej metody publicznej, która ustawi wartość dla pola temperature w klasie Thermostat. Możemy zrobić, to na kilka sposobów, jednym z nich jest stworzenie dowolnej metody, która jako parametr będzie przyjmować zadaną temperaturę. Drugim sposobem jest skorzystanie z metod get/set, które są konwencją wykorzystywaną przez język Java.
Poniżej pierwszy sposób dostępu do zmiennych za pomocą własnej metody.
public class Thermostat {
private double temperature;
// metoda publiczna zmieniająca wartość temperatury termostatu
public void changeTemp(double newTemperature) {
this.temperature = newTemperature;
}
// metoda publiczna zwracająza wartość temperatury termostatu
public double showTemp() {
return this.temperature;
}
}
Poniżej przykład użycia metod operujących na zmiennej temperature dla klasy Thermostat.
public class CarEngineMain {
public static void main(String[] args) {
Thermostat thermostat = new Thermostat();
// thermostat.temperature = 99.99;
thermostat.changeTemp(80.0);
double showTemp = thermostat.showTemp();
System.out.println("Temperatura dla termostatu: " + showTemp);
}
}
Rozbudujemy powyższy kod z własnymi metodami o warunek sprawdzający poprawność ustawianej temperatury i sprawdzimy jego działanie. Metoda main() pozostaje bez zmian, wynik programu będzie przedstawiony na konsoli.
public void changeTemp(double newTemperature) {
if (newTemperature >= 60 && newTemperature <= 100) {
this.temperature = newTemperature;
} else {
System.out.println("Niepoprawna wartość temperatury!");
}
}
public static void main(String[] args) {
Thermostat thermostat = new Thermostat();
// thermostat.temperature = 99.99;
thermostat.changeTemp(101.0);
double showTemp = thermostat.showTemp();
System.out.println("Temperatura dla termostatu: " + showTemp);
}
Jak widać na powyższym zrzucie ekranu, temperatura termostatu nie została zmieniona, działa na ustawieniach początkowych.
Drugim sposobem na zmianę wartości dla zmiennych w klasie jest wykorzystanie metod get/set (getter/setter) zgodnie z konwencją nazewniczą języka Java. Co do zasady metody get/set nie powinny zawierać logiki np. warunków sprawdzających wartości zmiennych. O konwencji nazewniczej napiszę więcej za chwilę, na razie pokażę przykładowy kod oraz jak wygenerować getter/setter w IntelliJ IDEA używając skrótu ALT + Insert (kursor w dowolnym miejscu w klasie).
public class Thermostat {
private double temperature;
public double getTemperature() {
return temperature;
}
public void setTemperature(double temperature) {
this.temperature = temperature;
}
}
Na załączonych zrzutach ekranu widać jak łatwo wygenerować getter/setter, oczywiście trzeba znać konwencję do tworzenia tych metod. Najważniejsze, to wiedzieć po co w ogóle są te metody i do czego je używać. Metody te są zawsze publiczne, używany dla nich słowa kluczowego public.
Konwencja nazewnicza dla metody get/getter:
1. Metoda get/getter:
– bierzemy nazwę pola w klasie np. temperature,
– tworzymy publiczną, zwracającą ten sam typ, co zmienna,
– metoda musi mieć przedrostek get,
– do get dodajemy nazwę pola pisaną wielką literą, getTemperature,
– w metodzie zwracamy wartość pola w klasie.
public class Thermostat {
private double temperature;
public double getTemperature() {
return temperature;
}
}
Konwencja nazewnicza dla metody set/setter:
2. Metoda set/setter:
– bierzemy nazwę pola w klasie np. temperature,
– tworzymy publiczną metodę, która nic nie zwraca,
– metoda przyjmuje parametr tego samego typu, co zmienna,
– metoda musi mieć przedrostek set,
– do set dodajemy nazwę pola pisaną wielką literą, setTemperature,
– w metodzie ustawiamy wartość dla pola w klasie.
public class Thermostat {
private double temperature;
public void setTemperature(double temperature) {
this.temperature = temperature;
}
}
Poniżej przykład użycia metod get/set.
public class CarEngineMain {
public static void main(String[] args) {
Thermostat thermostat = new Thermostat();
thermostat.setTemperature(80.0);
double temperature = thermostat.getTemperature();
System.out.println("Temperatura dla termostatu: " + temperature);
}
}
Podsumowując, hermetyzacja jest ważnym elementem programowania obiektowego. W języku Java hermetyzację kodu uzyskujemy za pomocą słowa kluczowego private. Dostęp do pól prywatnych realizowany jest za pomocą własnych metod i/lub metod get/set.
Całość kodu można znaleźć na:
Zapraszam do regularnego odwiedzania mojej strony, będą pojawiać się kolejne artykuły oraz do kontaktu przez email kontakt(at)juniorjavadeveloper.pl.
English 
Polski