آموزش کپسوله سازی (Encapsulation) در جاوا

در زبان برنامه نویسی جاوا، encapsulation یا کپسوله سازی یکی از چهار مفاهیم اصلی شیءگرایی است. سه مفهوم دیگر ارث بری، پلی مورفیسم و abstraction می باشند.

کپسوله سازی در جاوا مکانیزمی برای پنهان کردن داده ها (متغیرها) و عملکرد کد در داده ها (توابع) با یکدیگر به صورت واحد می باشد. در عمل کپسوله سازی، متغیرهای یک کلاس، از کلاس های دیگر پنهان می مانند، و تنها برای توابع همان کلاس قابل دسترسی خواهند بود، به همین دلیل به کپسوله سازی، پنهان کردن داده ها (data hiding) نیز گفته میشود.

برای کپسوله سازی در جاوا:

متغیرهای کلاس را به صورت private تعریف کنید.
توابع getter و setter متغیرهای تعریف شده را به صورت public، برای نمایش و ویرایش مقدار آن ها ایجاد کنید.

مثال:

کد زیر نحوه کپسوله سازی را در جاوا نشان میدهد:

/* File name : EncapTest.java */
public class EncapTest {

   private String name;
   private String idNum;
   private int age;

   public int getAge() {
      return age;
   }

   public String getName() {
      return name;
   }

   public String getIdNum() {
      return idNum;
   }

   public void setAge( int newAge) {
      age = newAge;
   }

   public void setName(String newName) {
      name = newName;
   }

   public void setIdNum( String newId) {
      idNum = newId;
   }
}

توابع عمومی setXXX() و getXXX() نقاط دسترسی به متغیرها برای کلاس EncapTest می باشند. به طور معمول، این توابع را getter و setter می نامند. بنابراین هر کلاسی که بخواهد به متغیرها دسترسی پیدا کند، باید از طریق این getter و setter ها به آن ها دسترسی داشته باشد.

نحوه دسترسی به متغیرهای کلاس EncapTest به شکل زیر است:

/* File name : RunEncap.java */
public class RunEncap {

   public static void main(String args[]) {
      EncapTest encap = new EncapTest();
      encap.setName("James");
      encap.setAge(20);
      encap.setIdNum("12343ms");

      System.out.print("Name : "   encap.getName()   " Age : "   encap.getAge());
    }
}

خروجی برنامه:

Name : James Age : 20

مزایای استفاده از Encapsulation:

فیلدهای یک کلاس در جاوا می توانند به صورت فقط خواندنی (read-only) یا فقط نوشتنی (write-only) ایجاد شوند.
یک کلاس کنترل کاملی بر روی چیزی که در فیلدهاش ذخیره میشود دارد.
کاربران و کسانی که از کلاس استفاده میکنند، نمی دانند که کلاس داده های خود را چگونه ذخیره می کند. یک کلاس می تواند نوع داده های یک فیلد را تغییر دهد و کاربران کلاس نیازی به کوچکترین تغییر در کدهایشان نخواهند داشت.