7.2. Управление доступом и инкапсуляция

На настоящий момент для нашего класса определен интерфейс; однако ничто не вынуждает пользователей использовать его. Наш класс еще не использует инкапсуляцию — пользователи вполне могут обратиться к объекту Sales_data и воспользоваться его реализацией. Для обеспечения инкапсуляции в языке С++ используют спецификаторы доступа (access specifier).

• Члены класса, определенные после спецификатора public, доступны для всех частей программы. Открытые члены (public member) определяют интерфейс к классу.

• Члены, определенные после спецификатора private, являются закрытыми (private member), они доступны для функций-членов класса, но не доступны для кода, который использует класс. Разделы private инкапсулируют (т.е. скрывают) реализацию.

Переопределив класс Sales_data еще раз, получаем следующее:

class Sales_data {

public: // добавлен спецификатор доступа

 Sales_data() = default;

 Sales_data(const std::string &s, unsigned n, double p):

         bookNo(s), units_sold(n), revenue(p*n) { }

 Sales_data(const std::string &s): bookNo(s) { }

 Sales_data(std::istream&);

 std::string isbn() const { return bookNo; }

 Sales_data &combine(const Sales_data&);

private: // добавлен спецификатор доступа

 double avg_price() const

  { return units_sold ? revenue/units_sold : 0; }

 std::string bookNo;

 unsigned units_sold = 0;

 double revenue = 0.0;

};

Конструкторы и функции-члены, являющиеся частью интерфейса (например, isbn() и combine()), должны располагаться за спецификатором public; переменные-члены и функции, являющиеся частью реализации, располагаются за спецификатором private.

Класс может содержать любое количество спецификаторов доступа; нет никаких ограничений на то, как часто используется спецификатор. Каждый спецификатор определяет уровень доступа последующих членов. Заданный уровень доступа остается в силе до следующего спецификатора доступа или до конца тела класса.

Использование ключевых слов class и struct

Было также внесено еще одно изменение: в начале определения класса использовано ключевое слово class, а не struct. Это изменение является чисто стилистическим; тип класса можно определить при помощи любого из этих ключевых слов. Единственное различие между ключевыми словами struct и class в заданном по умолчанию уровне доступа.

Члены класса могут быть определены перед первым спецификатором доступа. Уровень доступа к таким членам будет зависеть от того, как определяется класс. Если используется ключевое слово struct, то члены, определенные до первого спецификатора доступа, будут открытыми; если используется ключевое слово class, то они будут закрытыми.

Общепринятым стилем считается определение классов, все члены которого предположительно будут открытыми, с использованием ключевого слова struct. Если члены класса должны быть закрытыми, используется ключевое слово class.

Ключевая концепция. Преимущества инкапсуляции

Инкапсуляция предоставляет два важных преимущества.

• Пользовательский код не может по неосторожности повредить состояние инкапсулированного объекта.

• Реализация инкапсулированного класса может со временем измениться, это не потребует изменений в коде на пользовательском уровне.

Определив переменные-члены закрытыми, автор класса получает возможность вносить изменения в данные. Если реализация изменится, то вызванные этим последствия можно исследовать только в коде класса. Пользовательский код придется изменять только при изменении интерфейса. Если данные являются открытыми, то любой использовавший их код может быть нарушен. Пришлось бы найти и переписать любой код, который полагался на прежнюю реализацию, и только затем использовать программу.

Еще одно преимущество объявления переменных-членов закрытыми в том, что данные защищены от ошибок, которые могли бы внести пользователи. Если есть ошибка, повреждающая состояние объекта, места ее поиска ограничены только тем кодом, который является частью реализации. Это существенно облегчает поиск проблем и обслуживание программы.

Упражнения раздела 7.2

Упражнение 7.16. Каковы ограничения (если они есть) на количество спецификаторов доступа в определении класса? Какие виды членов должны быть определены после спецификатора public? Какие после спецификатора private?

Упражнение 7.17. Каковы различия (если они есть) между ключевыми словами class и struct?

Упражнение 7.18. Что такое инкапсуляция? Чем она полезна?

Упражнение 7.19. Укажите, какие члены класса Person имеет смысл объявить как public, а какие как private. Объясните свой выбор.