Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

типу. Однако невложенные типы (вроде SportsCar) могут определяться только с модификатором public или internal. Таким образом, следующее определение класса незаконно:

// Ошибка! Невложенный тип не может быть помечен как private!

public class Radio

{

  public Radio(){}

}

Первый принцип объектно-ориентированного программирования: службы инкапсуляции C#

Концепция инкапсуляции вращается вокруг идеи о том, что данные класса не должны быть напрямую доступными через его экземпляр. Наоборот, данные класса определяются как закрытые. Если пользователь объекта желает изменить его состояние, тогда он должен делать это косвенно, используя открытые члены. Чтобы проиллюстрировать необходимость в службах инкапсуляции, предположим, что создано такое определение класса:

// Класс с единственным открытым полем.

class Book

{

  public int numberOfPages;

}

Проблема с открытыми данными заключается в том, что сами по себе они неспособны "понять", является ли присваиваемое значение допустимым с точки зрения текущих бизнес-правил системы. Как известно, верхний предел значений для типа int в C# довольно высок (2 147 483 647), поэтому компилятор разрешит следующее присваивание:

// Хм... Ничего себе мини-новелла!

Book miniNovel = new Book();

miniNovel.numberOfPages = 30_000_000;

Хотя границы типа данных int не превышены, понятно, что мини-новелла объемом 30 миллионов страниц выглядит несколько неправдоподобно. Как видите, открытые поля не предоставляют способа ограничения значений верхними (или нижними) логическими пределами. Если в системе установлено текущее бизнес-правило, которое регламентирует, что книга должна иметь от 1 до 1000 страниц, то совершенно неясно, как обеспечить его выполнение программным образом. Именно потому открытым полям обычно нет места в определениях классов производственного уровня.

На заметку! Говоря точнее, члены класса, которые представляют состояние объекта, не должны помечаться как public. В то же время позже в главе вы увидите, что вполне нормально иметь открытые константы и открытые поля, допускающие только чтение.

Инкапсуляция предлагает способ предохранения целостности данных состояния для объекта. Вместо определения открытых полей (которые могут легко привести к повреждению данных) необходимо выработать у себя привычку определять закрытые данные, управление которыми осуществляется опосредованно с применением одного из двух главных приемов:

• определение пары открытых методов доступа и изменения;

• определение открытого свойства.

Независимо от выбранного приема идея заключается в том, что хорошо инкапсулированный класс должен защищать свои данные и скрывать подробности своего функционирования от любопытных глаз из внешнего мира. Это часто называют программированием в стиле черного ящика. Преимущество такого подхода в том, что объект может свободно изменять внутреннюю реализацию любого метода. Работа существующего кода, который использует данный метод, не нарушается при условии, что параметры и возвращаемые значения методов остаются неизменными.

Инкапсуляция с использованием традиционных методов доступа и изменения

В оставшейся части главы будет построен довольно полный класс, моделирующий обычного сотрудника. Для начала создайте новый проект консольного приложения под названием EmployeeApp и добавьте в него новый файл класса по имени Employee.cs. Обновите класс Employee с применением следующего пространства имен, полей, методов и конструкторов:

using System;

namespace EmployeeApp

{

 class Employee

  {

    // Поля данных.

    private string _empName;

    private int _empId;

    private float _currPay;

    // Конструкторы.

    public Employee() {}

    public Employee(string name, int id, float pay)

    {

      _empName = name;

      _empId = id;

      _currPay = pay;

    }

   // Методы.

    public void GiveBonus(float amount) => _currPay += amount;

    public void DisplayStats()

    {

      Console.WriteLine("Name: {0}", _empName);  // имя сотрудника

      Console.WriteLine("ID: {0}", _empId);      // идентификационный

                                                 // номер сотрудника

      Console.WriteLine("Pay: {0}", _currPay);   // текущая выплата

    }

  }

}

Обратите внимание, что поля класса Employee в текущий момент определены с использованием ключевого слова private. Учитывая это, поля empName, empID и currPay не будут доступными напрямую через объектную переменную. Таким образом, показанная ниже логика в коде приведет к ошибкам на этапе компиляции:

Employee emp = new Employee();

// Ошибка! Невозможно напрямую обращаться к закрытым полям объекта!

emp._empName = "Marv";

Если нужно, чтобы внешний мир взаимодействовал с полным именем сотрудника, то традиционный подход предусматривает определение методов доступа (метод get) и изменения (метод set). Роль метода get заключается в возвращении вызывающему коду текущего значения лежащих в основе данных состояния. Метод set позволяет вызывающему коду изменять текущее значение лежащих в основе данных состояния при условии удовлетворения бизнес-правил.

В целях иллюстрации давайте инкапсулируем поле empName, для чего к существующему классу Employee необходимо добавить показанные ниже открытые методы. Обратите внимание, что метод SetName() выполняет проверку входных данных, чтобы удостовериться, что строка имеет длину 15 символов или меньше. Если это не так, тогда на консоль выводится сообщение об ошибке и происходит возврат без внесения изменений в поле empName.

На заметку! В случае класса производственного уровня проверку длины строки с именем сотрудника следовало бы предусмотреть также и внутри логики конструктора. Мы пока проигнорируем указанную деталь, но улучшим код позже, во время исследования синтаксиса свойств.

class Employee

{

  // Поля данных.

  private string _empName;

  ...

  // Метод доступа (метод get).

  public string GetName() => _empName;

  // Метод изменения (метод set).

  public void SetName(string name)

  {

    // Перед присваиванием проверить входное значение.

    if (name.Length > 15)

    {

      Console.WriteLine("Error! Name length exceeds 15 characters!");

                      // Ошибка! Длина имени превышает 15 символов!

    }

    else

    {

      _empName = name;

    }

  }

}

Такой подход требует наличия двух уникально именованных методов для управления единственным элементом данных. Чтобы протестировать новые методы, модифицируйте свой код следующим образом:

Console.WriteLine("***** Fun with Encapsulation *****n");

Employee emp = new Employee("Marvin", 456, 30_000);

emp.GiveBonus(1000);

emp.DisplayStats();

//