CSBasicCourse2ndedPodbelsky / CSBasicCourse2ndedPodbelsky

программ, где применяются объекты этого класса;

достижение защиты объекта от нежелательных и непредсказуемых взаимодействий с ним других фрагментов программ, в которых он используется.

Для реализации в классах принципа инкапсуляции используется разграничение доступа к его членам. Основной принцип состоит в следующем. Доступ к данным (к

полям) объектов должен быть возможен только через средства внешнего интерфейса, предоставляемые классом. Если не рассматривать применений классов в цепочках наследования и в сборках (всему свое время, см. главу 13), то реализацию класса определяют его закрытые члены (со спецификатором private), а

внешний интерфейс – открытые (со спецификатором public). Обычная практика – закрывать все поля класса и открывать только те средства (например, методы),

которых достаточно для работы с объектами класса.

Итак, поля классов рекомендуется определять как закрытые, а для обеспечения достаточно полного интерфейса вводить нужное количество открытых методов.

Полнота внешнего интерфейса определяется требованиями тех программ, которые должны работать с классом и его объектами.

Объектно-ориентированный подход к программированию традиционно рекомендует для расширения внешнего интерфейса класса и его объектов вводить в

класс специальные методы, позволяющие получать значения закрытых полей и позволяющие желаемым способом задавать их значения. По-английски эти методы называют, соответственно, get method "метод: get method" (accessor) – метод

доступа и set method "метод: set method" (mutator) – метод изменения . В

зависимости от целей решаемых задач для каждого поля могут быть заданы или оба метода, или один из них.

В качестве примера рассмотрим программу с классом, объекты которого содержат сведения о людях. Для каждого человека в закрытых полях определены его фамилия (string фамилия) и год рождения ( int год_рождения). Для поля с фамилией определим метод получения getName() и метод изменения setName()

значения. Для поля, определяющего год рождения, введем только метод получения значения getAge(). Класс с названными методами может быть таким (программа

12_01.cs):

class Person // Класс человек

{ // Закрытые поля: readonly int год_рождения; string фамилия;

public Person(string name, int year) // конструктор

объекта указать фамилию и год рождения человека. Обратите внимание, что для поля год_рождения использован модификатор readonly. В классе нет метода,

иллюстрирует применение методов класса person (см. программу 12_01.cs). static void Main()

{

Person one = new Person("Кулик", 1976);

Console.WriteLine("Фамилия: {0}, год рождения: {1}", one.getName( ), one.getAge( )); Console.Write("Введите новую фамилию: ");

string name = Console.ReadLine( ); one.setName(name);

Console.WriteLine("Фамилия: {0}, год рождения: {1}", one.getName( ), one.getAge( ));

}

Результат выполнения программы:

Фамилия: Кулик, год рождения: 1976 Введите новую фамилию: Смирнова<ENTER>

Фамилия: Смирнова, год рождения: 1976

В связи с рассмотрением доступности членов класса полезно привести

относящиеся к классам сведения по системе обозначений языка UML (Unified

Modeling Language – Унифицированный язык моделирования). В UML класс

изображают как прямоугольник, разделённый по вертикали на три части. Верхняя

содержит имя класса, средняя – его атрибуты (поля, свойства), нижняя – методы

класса. Для атрибутов и методов введены условные обозначения их доступности.

(защищённый), плюс (+) – public (открытый).

В Visual Studio используется основанная на UML, но немного

модифицированная система графического представления классов. В качестве

примера рассмотрим (см. рис. 12.1) изображение класса Person.

Рис. 12.1. Графическое представление класса Person в Visual Studio

Как и принято в UML в верхней части изображения – название класса Person и

сопровождающая надпись, объясняющая, что это – класс. Следующая часть

(закрытый). В части с заголовком Methods (методы) перечислены методы объектов

(getAge, getName, Person, setName). Каждое название снабжено значком

"открытый" (public).

Примечание: чтобы получить графическое изображение класса нужно воспользоваться средствами Visual Studio. Если проект с вашей программой загружен в Visual Studio, то откройте панель Solution Explorer. Найдите в этом окне название проекта и щёлкните на нём правой кнопкой мыши. В выпадающем меню выбирайте пункт View Сlass Diagram и активизируйте его щелчком мыши. Система (Visual Studio 2010) выполнит построение диаграммы классов, входящих в ваш проект. Обычно в проекте более одного класса и вначале они изображены в "свёрнутом" виде каждый. Развернуть нужный вам класс можно щелчком мыши в иконке , размещённой в правом верхнем углу.

12.2. Свойства классов

Кроме традиционного для объектно-ориентированных языков применения

специальных методов, обеспечивающих обращение к закрытым полям, язык C#

позволяет получить к ним доступ с помощью механизма свойств. Однако, свойство это не просто средство доступа к полям класса или его объекта. У свойств более широкие возможности. Дело в том, что в ряде случаев объекты класса могут иметь признаки вторичные по отношению к значениям их полей. Например для объектов

приведенного выше класса Person с полями фамилия и год_рождения разумно

ввести такой показатель, как возраст в текущий момент времени. Делать такой показатель полем объекта неудобно – значение показателя должно зависеть не

только от времени создания объекта, но и от момента обращения к этому объекту.

Для класса чисел в научной нотации вторичными характеристиками каждого объекта можно сделать, например, его значение в естественной форме вещественного числа или значение 10 p, где р – порядок числа в научной нотации,

представленный полем объекта. Если в классе треугольников полями объектов сделать длины трёх сторон треугольника, то такие характеристики как периметр или площадь можно объявить свойствами объектов класса.

Свойство "свойство" – это член класса, который обеспечивает доступ к характеристикам класса или его объекта. С точки зрения внешнего пользователя свойства синтаксически не отличаются от полей класса. Однако, между свойствами и полями имеется принципиальное различие – в объекте отсутствует ассоциированный со свойством участок памяти. Такой участок памяти выделяется для каждого поля класса, а свойство, связанное с этим полем, представляет собой упрощённое по сравнению с методами средство для получения либо задания значения поля.

Для обращения к свойствам применяются их имена. Эти имена можно использовать в выражениях. Однако, прежде чем объяснять особенности

применения свойств, рассмотрим правила их объявления в классе.

Декларация свойства "декларация свойства" состоит из двух частей. Первая часть подобна объявлению поля. Вторая часть представляет собой конструкцию особого вида, включающую пару особых методов с фиксированными именами: get и set. Эти специфические методы называют аксессорами "аксессор" . Общую форму

объявления свойства "свойство: объявления свойства" можно представить так:

модификаторы_свойстваopt

тип_свойства имя_свойства

{

декларация get-аксессора opt

декларация set-аксессора opt

}

В качестве модификаторов свойства используются: new, public, protected,

internal, private, static, virtual, sealed, override, abstract, extern

В объявлении свойства могут присутствовать в допустимых сочетаниях

несколько модификаторов, которые в этом случае отделяются друг от друга пробелами. Модификаторы, определяющие доступность членов вне объявления класса, мы уже рассмотрели в связи с полями и методами классов. Модификатор static позволяет отнести свойство к классу в целом, а не к его объектам. Остальные модификаторы до изучения наследования рассматривать не будем.

Тип_свойства "свойство: тип_свойства" это тип той характеристики,

которую представляет свойство.

Имя_свойства "свойство: имя_свойства" – идентификатор, выбираемый

программистом для именования свойства.

Вторая часть объявления свойства (можно назвать её телом "свойство: тело свойства" объявления свойства) – это заключенная в фигурные скобки пара объявлений "методов" – аксессоров со специальными именами get и set.

Формат декларации аксессора доступа "декларация аксессора доступа" (get-

аксессора):

модификаторы_аксессораopt get тело_аксессора

изменения" (set -аксессора):

модификаторы_аксессораopt set тело_аксессора

Модификаторы аксессоров: protected, internal, private, protected internal,

internal protected

Тело аксессора это либо блок, либо пустой оператор, обозначаемый символом точка с запятой. Пустой оператор в качестве тела применяется для аксессоров тех свойств, которые объявлены с модификаторами abstract и extern. Сейчас такие свойства мы не рассматриваем.

Аксессор доступа "аксессор доступа" (get-аксессор) – подобен методу без параметров, возвращающему значение, тип которого определяется типом свойства.

Достаточно часто аксессор доступа возвращает значение конкретного поля класса или его объекта. Для возврата значения из аксессора в его теле должен выполниться оператор

return выражение;

Аксессор изменения "аксессор изменения" (set-аксессор) – подобен методу с возвращаемым значением типа void и единственным неявно заданным параметром,

значение которого определяет новое значение свойства. Тип параметра определяется типом свойства. Имя параметра, которое используется в теле аксессора изменений,

всегда value.

В теле аксессоров свойства могут быть сложные алгоритмы обработки.

Например, при изменении свойства можно контролировать диапазон допустимых значений. В теле аксессора доступа возвращаемое значение может вычисляться с учетом значений не одного, а разных полей, и т.д.. Часто свойство используют для работы с одним закрытым полем класса. Заметим, что и при таком использовании

свойство не вводит новых полей, а только управляет доступом к уже существующим в классе полям. Существует соглашение (не обязательное) начинать имена свойств с заглавных букв. Если свойство представляет "во внешнем мире"

конкретное поле класса, то имя свойства повторяет имя поле, но отличается от него первой заглавной буквой. Например, если в классе объявлено поле tempor, то представляющее его свойство рекомендуется назвать Tempor.

Пример класса чисел в научной нотации со свойствами (12_02.cs): class Real // Класс чисел в научной нотации

{ // Закрытые поля:

double m = 8.0; // мантисса - явно инициализирована int p; // инициализация по умолчанию

// свойство для получения значения мантиссы: public double Mantissa

{

get { return m; }

}

//свойство для показателя: public int Exponent

{

get { return p; } set { p = value; }

}

//свойство для значения числа: public double RealValue

{

get { return m * Math.Pow(10, p); } set { m = value; p = 0;

reduce();

}

}

void reduce() // "Внутренний" для класса метод

{

double sign = 1; if (m < 0) {sign = -1; m = -m; } for (; m >= 10; m /= 10, p += 1) ;

for (; m < 1; m *= 10, p -= 1) ; m *= sign;

}

}

Вклассе Real уже рассмотренные закрытые члены: вспомогательный метод

reduce(), поля double m – мантисса, int p – показатель. Кроме того, объявлены три

открытых свойства:

public double Mantissa – для получения значения мантиссы; public int Exponent – для получения и изменения показателя;

public double RealValue – для получения числа в виде значения вещественного типа и для задания значений полей объекта по значению типа double.

В определении свойства Mantissa только один аксессор get, он позволяет получить значение поля double m.

Свойство Exponent включает два аксессора: set { p = value; } – изменяет значение поля int p;

get { return p; } – возвращает значение того же поля.

Свойство RealValue позволяет обратиться к объекту класса Real как к числовому значению типа double. Аксессоры свойства:

get { return m * Math.Pow(10, p); }

set { m = value; p = 0; reduce(); }

Аксессор get возвращает числовое значение, вычисленное на основе значений полей объекта.

Аксессор set, получив из внешнего обращения значение value, присваивает его переменной поля double m. При этом переменная int p получает нулевое значение.

Затем для приведения числа к научной нотации в теле аксессора выполняется обращение к вспомогательному методу класса reduce(). Его мы уже рассмотрели в

связи с обсуждением конструкторов.

Следующий фрагмент кода иллюстрирует применение свойств класса

(программа 12_02.cs): static void Main()

{

Real number = new Real(); // конструктор умолчания string form = " = {0,8:F5} * 10^{1,-3:D2}"; Console.WriteLine("number" + form,

number.Mantissa, number.Exponent); number.Exponent = 2; Console.WriteLine("number" + form,

number.Mantissa, number.Exponent); Console.WriteLine("number RealValue = " + number.RealValue);

number.RealValue = -314.159; Console.WriteLine("number" + form,

number.Mantissa, number.Exponent); Console.WriteLine("number RealValue = " + number.RealValue);

}

В программе с помощью конструктора умолчания Real() определен один объект класса чисел в научной нотации и объявлена ссылка number,

ассоциированная с этим объектом. Дальнейшие манипуляции с объектом выполнены с помощью свойств Mantissa, Exponent, RealValue. Для обращения к ним

используются уточненные имена вида имя_объекта.имя_свойства. Результат выполнения программы:

number = 8,00000 * 10^00 number = 8,00000 * 10^02 number RealValue = 800 number = -3,14159 * 10^02 number RealValue = -314,159

В первой строке результатов приведено изображение числа из объекта,

созданного конструктором умолчания. Значения полей при выводе получены с помощью уточненных имён свойств number.Mantissa, number.Exponent.

Оператор number.Exponent = 2; через свойство Exponent изменяет значение поля показателя int p. Этим определяется вторая строка результатов выполнения программы.

В третьей строке – числовое значение объекта number, полученное с помощью свойства RealValue.

Оператор number.RealValue = -314.159; через свойство RealValue изменяет оба поля объекта number.

Результат изменения полей иллюстрирует предпоследняя строка результатов.

В последней строке – значение свойства RealValue.

Аксессор get выполняется, когда из кода, внешнего по отношению к классу или его объекту, выполняется «чтение» значения свойства. При этом в точку вызова