Управление доступом к членам класса

Поддержка свойства инкапсуляции в классе дает два главных преимущества. Во-первых, класс связывает данные с кодом. Это преимущество использовалось в предыдущих примерах программ, начиная с главы 6. И во-вторых, класс предоставляет средства для управления доступом к его чле­нам. Именно эта, вторая преимущественная особенность и будет рассмотрена ниже.

В языке С#, по существу, имеются два типа членов клас­са: открытые и закрытые, хотя в действительности дело об­стоит немного сложнее. Доступ к открытому члену свобод­но осуществляется из кода, определенного за пределами класса. Именно этот тип члена класса использовался в рас­сматривавшихся до сих пор примерах программ. А закры­тый член класса доступен только методам, определенным в самом классе. С помощью закрытых членов и организует­ся управление доступом.

Ограничение доступа к членам класса является осно­вополагающим этапом объектно-ориентированного про­граммирования, поскольку позволяет исключить невер­ное использование объекта. Разрешая доступ к закрытым данным только с помощью строго определенного ряда методов, можно предупредить присваивание неверных значений этим данным, выполняя, например, проверку диа­пазона представления чисел. Для закрытого члена класса нельзя задать значение непо­средственно в коде за пределами класса. Но в то же время можно полностью управлять тем, как и когда данные используются в объекте. Следовательно, правильно реализо­ванный класс образует некий "черный ящик", которым можно пользоваться, но вну­тренний механизм его действия закрыт для вмешательства извне.

Модификаторы доступа

Управление доступом в языке С# организуется с помощью четырех модификаторов доступа: public, private, protected и internal. В этой главе основное внимание уделяется модификаторам доступа public и private. Модификатор protected при­меняется только в тех случаях, которые связаны с наследованием, и поэтому речь о нем пойдет позднее. А модификатор internal служит в основном для сборки, которая в широком смысле означает в С# разворачиваемую программу или библиотеку, и поэ­тому данный модификатор подробнее рассматривается также позднее.

Когда член класса обозначается спецификатором public, он становится доступ­ным из любого другого кода в программе, включая и методы, определенные в других классах. Когда же член класса обозначается спецификатором private, он может быть доступен только другим членам этого класса. Следовательно, методы из других классов не имеют доступа к закрытому члену (private) данного класса. Как пояснялось в главе 6, если ни один из спецификаторов доступа не указан, член класса считается закры­тым для своего класса по умолчанию. Поэтому при создании закрытых членов класса спецификатор private указывать для них необязательно.

Спецификатор доступа указывается перед остальной частью описания типа отдель­ного члена. Это означает, что именно с него должен начинаться оператор объявления члена класса. Ниже приведены соответствующие примеры.

public string errMsg;

private double bal;

private bool isError(byte status) {//...

Для того чтобы стали более понятными отличия между модификаторами public и private, рассмотрим следующий пример программы.

Листинг 8.1

// Отличия между видами доступа public и private к членам класса.

 

using System;

 

class MyClass

{

private int alpha; // закрытый доступ, указываемый явно

int beta; // закрытый доступ по умолчанию

public int gamma; // открытый доступ

 

// Методы, которым доступны члены alpha и beta данного класса.

// Член класса может иметь доступ к закрытому члену того же класса.

 

public void SetAlpha(int a)

{

alpha = a;

}

 

public int GetAlpha()

{

return alpha;

}

 

public void SetBeta(int a)

{

beta = a;

}

 

public int GetBeta()

{

return beta;

}

}

 

class AccessDemo

{

static void Main()

{

MyClass ob = new MyClass();

 

// Доступ к членам alpha и beta данного класса

// разрешен только посредством его методов.

ob.SetAlpha(-99);

ob.SetBeta(19);

Console.WriteLine("ob.alpha is " + ob.GetAlpha());

Console.WriteLine("ob.beta is " + ob.GetBeta());

 

// Следующие виды доступа к членам alpha и beta

// данного класса не разрешаются:

// ob.alpha = 10; // Ошибка! alpha – закрытый член!

// ob.beta = 9; // Ошибка! beta – закрытый член

 

// член gamma данного класса доступен непосредственно,

// поскольку он является открытым.

ob.gamma = 99;

}

}

Как видите, в классе MyClass член alpha указан явно как private, член beta ста­новится private по умолчанию, а член gamma указан как public. Таким образом, члены alpha и beta недоступны непосредственно из кода за пределами данного клас­са, поскольку они являются закрытыми. В частности, ими нельзя пользоваться непо­средственно в классе AccessDemo. Они доступны только с помощью таких открытых (public) методов, как SetAlpha() и GetAlpha(). Так, если удалить символы коммен­тария в начале следующей строки кода:

// ob.alpha = 10; // Ошибка! alpha - закрытый член!

то приведенная выше программа не будет скомпилирована из-за нарушения правил доступа. Но несмотря на то, что член alpha недоступен непосредственно за преде­лами класса MyClass, свободный доступ к нему организуется с помощью методов, определенных в классе MyClass, как наглядно показывают методы SetAlpha() и GetAlpha(). Это же относится и к члену beta.

Из всего сказанного выше можно сделать следующий важный вывод: закрытый член может свободно использоваться другими членами этого же класса, но недоступен для кода за пределами своего класса.