C# 4.0: полное руководство - Герберт Шилдт

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.

// 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 этого же класса.

  public void SetAlpha(int а) {

    alpha = а;

  }

  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 равно " + ob.GetAlpha());

    Console.WriteLine("ob.beta равно " + 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.

Организация закрытого и открытого доступа

Правильная организация закрытого и открытого доступа — залог успеха в объектно-ориентированном программировании. И хотя для этого не существует твердо установленных правил, ниже перечислен ряд общих принципов, которые могут служить в качестве руководства к действию.

•    Члены, используемые только в классе, должны быть закрытыми.

•    Данные экземпляра, не выходящие за определенные пределы значений, должны быть закрытыми, а при организации доступа к ним с помощью открытых методов следует выполнять проверку диапазона представления чисел.

•    Если изменение члена приводит к последствиям, распространяющимся за пределы области действия самого члена, т.е. оказывает влияние на другие аспекты объекта, то этот член должен быть закрытым, а доступ к нему — контролируемым.

•    Члены, способные нанести вред объекту, если они используются неправильно, должны быть закрытыми. Доступ к этим членам следует организовать с помощью открытых методов, исключающих неправильное их использование.

•    Методы, получающие и устанавливающие значения закрытых данных, должны быть открытыми.

•    Переменные экземпляра допускается делать открытыми лишь в том случае, если нет никаких оснований для того, чтобы они были закрытыми.

Разумеется, существует немало ситуаций, на которые приведенные выше принципы не распространяются, а в особых случаях один или несколько этих принципов могут вообще нарушаться. Но в целом, следуя этим правилам, вы сможете создавать объекты, устойчивые к попыткам неправильного их использования.

Практический пример организации управления доступом

Для чтобы стали понятнее особенности внутреннего механизма управления доступом, обратимся к конкретному примеру. Одним из самых характерных примеров объектно-ориентированного программирования служит класс, реализующий стек — структуру данных, воплощающую магазинный список, действующий по принципу "первым пришел — последним обслужен". Свое название он получил по аналогии со стопкой тарелок, стоящих на столе. Первая тарелка в стопке является в то же время последней использовавшейся тарелкой.

Стек служит классическим примером объектно-ориентированного программирования потому, что он сочетает в себе средства хранения информации с методами доступа к ней. Для реализации такого сочетания отлично подходит класс, в котором члены, обеспечивающие хранение информации в стеке, должны быть закрытыми, а методы доступа к ним — открытыми. Благодаря инкапсуляции базовых средств хранения информации соблюдается определенный порядок доступа к отдельным элементам стека из кода, в котором он используется.

Для стека определены две основные операции: поместить данные в стек и извлечь их оттуда. Первая операция помещает значение на вершину стека, а вторая — извлекает значение из вершины стека. Следовательно, операция извлечения является безвозвратной: как только значение извлекается из стека, оно удаляется и уже недоступно в стеке.

В рассматриваемом здесь примере создается класс Stack, реализующий функции стека. В качестве базовых средств для хранения данных в стеке служит закрытый массив. А операции размещения и извлечения данных из стека доступны с помощью открытых методов класса Stack. Таким образом, открытые методы действуют по упомянутому выше принципу "последним пришел — первым обслужен". Как следует из приведенного ниже кода, в классе Stack сохраняются символы, но тот же самый механизм может быть использован и для хранения данных любого другого типа.

// Класс для хранения символов в стеке.

using System;

class Stack {

  // Эти члены класса являются закрытыми,

  char[] stck; // массив, содержащий стек

  int tos;    // индекс вершины стека

  // Построить пустой класс Stack для реализации стека заданного размера,

  public Stack(int size) {

    stck = new char[size]; // распределить память для стека

    tos = 0;

  }

  // Поместить символы в стек,

  public void Push(char ch) {

    if(tos==stck.Length) {

      Console.WriteLine(" - Стек заполнен.");

      return;

    }

    stck[tos] = ch;

    tos++;

  }

  // Извлечь символ из стека,

  public char Pop() {

    if(tos==0) {

      Console.WriteLine(" - Стек пуст.");

      return (char) 0;

    }

    tos-- ;

    return stck[tos];

  }

  // Возвратить значение true, если стек заполнен,