Ограничение видимости элементов класса

Класс TPerson содержит четыре элемента класса – два поля и два метода. И поля, и методы без затруднений доступны из любого объекта:

var Man: TPerson;

...

Man.SetAge(36); // работа с полем через метод

Man.fAge: = -100; // непосредственная работа с полем

Приведённый пример показывает недостаток подобной свободы. Одно из назначений метода TPerson.SetAge – корректная установка возраста. Вместе с тем этот метод можно обойти, установив возраст прямо через поле.

В Object Pascal существуют специальные директивы ограничения видимости, которые при описании класса позволяют контролировать видимость его элементов. Эти директивы разделяют объявление класса на секции видимости.

Рассмотрим две директивы – private и public. Все элементы класса из секции private доступны для использования только в том модуле или программе, которые содержат объявление класса. В секции private обычно размещаются поля и методы, описывающие внутренние особенности реализации класса. Элементы из секции public не имеет ограничений на использование.

Подчеркнём следующие особенности использования директив. Во-первых, внутри модуля с описанием класса директивы ограничения видимости не действуют. Во-вторых, по умолчанию для элементов класса установлена директива видимости public. И, наконец, порядок директив в описании класса произволен, допускается повторение директив. Однако принято описывать элементы класса в порядке увеличения открытости.

Применим директивы private и public к классу TPerson, поместив его в отдельный модуль. Обратите внимание: описание класса помещено в секцию interface, а реализация – в секцию implementation:

unit TPersonClass;

interface

type TPerson = class

private

fName: string;

fAge: Integer;

public

procedure SetAge(Age: Integer);

function SayName: string;

end;

implementation

procedure TPerson.SetAge(Age: Integer);

begin

if Age > 0 then fAge: = Age

end;

function TPerson.SayName: string;

begin

Result: = 'My name is ' + fName

end;

end.

Теперь попытка обратится к полю fAge в программе, использующей класс TPerson, вызовет ошибку компиляции:

program OOPProgramm;

uses TPPersonClass

var Man: TPerson;

...

Man.fAge: = -100; // ошибка компиляции!

Таким образом, при помощи директив поля класса защищены от «вторжения» пользователей. Однако теперь у TPerson появился недостаток – значения полей нельзя прочитать непосредственно. Этот недостаток устраняется введением в класс дополнительных методов. В общем случае в ООП принято осуществлять доступ к полям только через методы класса. Говорят, что такие методы составляют интерфейс класса.

type TPerson = class

private

fName: string;

fAge: Integer;

public

procedure SetAge(Age: Integer);

function GetAge: Integer;

procedure SetName(Name: string);

function SayName: string;

end;

Обсудим преимущества, которые даёт использование методов для доступа к полям. Первое преимущество: при использовании методов данные объекта могут быть представлены в разных форматах без дублирования. Для иллюстрации рассмотрим простой класс TTemperature, назначение которого – хранить данные о температуре. В классе будет использоваться две пары методов для чтения и записи поля, что позволит получать температуру в двух вариантах – градусах Цельсия и кельвинах:

type TTemperature = class

private

fTemp: double;

public

procedure SetTempCelsius(Temp: double);

function GetTempCelsius: double;

procedure SetTempKelvin(Temp: double);

function GetTempKelvin: double;

end;

...

procedure TTemperature.SetTempCelsius;

begin

fTemp: = Temp + 273.15

end;

function TTemperature.GetTempCelsius;

begin

Result: = Temp - 273.15

end;

procedure TTemperature.SetTempKelvin;

begin

fTemp: = Temp

end;

function TTemperature.GetTempKelvin;

begin

Result: = Temp

end;

...

var T: TTemperature;

...

T.SetTempCelsius(20); // установили в градусах Цельсия

A: = T.GetTempKelvin; // прочитали в кельвинах

Второе преимущество использования методов для доступа к полям класса: разработчик класса может незаметно для пользователей изменять структуру хранения данных класса. Например, в классе TTemperature мы могли бы хранить температуру в градусах Цельсия. Для этого нам пришлось бы переписать методы класса. Но если оставить их заголовки прежними, пользователь класса подобной замены не увидит.

Подводя итог, можно сформулировать следующее правило: создатель класса должен исключить возможность прямой работы с полями – для этого следует использовать набор интерфейсных методов.