Капсулация

Проблем

Минус 500 €

В миналия урок сложихме проверката за теглене в метод. Само че полето е отворено и всеки може да пише в него направо:

Account account = new Account("Мария", 100);
account.Withdraw(500);
account.Balance = -500;
Console.WriteLine(account.Balance);

Изход

-500

Методът правилно отказа да изтегли 500 €. Следващият ред просто записа баланса на ръка. Проверката е там, но може да се заобиколи. Трябва начин да кажем „балансът се пипа само от сметката“.

Идеята

private: само класът пипа

Сложи пред полето private вместо public:

class Account
{
    private string owner;
    private double balance;
    // ...
}

Сега до полето стига само кодът вътре в класа Account. Отвън редът

account.balance = -500;

вече не се компилира:

Грешка при компилиране

error CS0122: 'Account.balance' is inaccessible due to its protection level

private и public се казват модификатори за достъп. Те казват кой може да вижда поле, метод или конструктор. Класът крие данните си и ги показва само през свои методи. Това се казва капсулация.

В C# скритите полета се пишат с малка буква: balance, owner. Затова в конструктора пишем this.balance = balance;: полето и параметърът вече се казват еднакво.

По-точно, за любопитните

• Без модификатор полето или методът в C# са private. Затова до този урок пишехме public навсякъде.
• Клас без модификатор е internal: видим в целия проект (сборката), но не и от други проекти. Затова class Product работи навсякъде в нашата програма.
• Има и protected: видимо в класа и в наследниците му. Ще го срещнем в модул „Наследяване и полиморфизъм“.

Идеята

Да четеш, без да пипаш

Отвън вече не можем и да прочетем баланса. Затова класът дава метод, който само го връща:

Program.cs

class Account
{
    private string owner;
    private double balance;

    public Account(string owner, double balance)
    {
        this.owner = owner;
        this.balance = balance;
    }

    public string Owner
    {
        get { return owner; }
    }

    public double Balance
    {
        get { return balance; }
    }

    public void Deposit(double amount)
    {
        if (amount > 0)
        {
            balance += amount;
        }
    }

    public bool Withdraw(double amount)
    {
        if (amount > 0 && amount <= balance)
        {
            balance -= amount;
            return true;
        }
        return false;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Account account = new Account("Мария", 100);
        account.Withdraw(30);
        account.Deposit(50);
        Console.WriteLine(account.Owner + ": " + account.Balance + " €");
    }
}

Изход

Мария: 120 €

Balance е свойство (property). Отвън се ползва като поле: account.Balance. Вътре е метод: get връща стойността на скритото поле balance. Това е getter-ът на C#. Сменя се балансът само през Deposit и Withdraw, а те проверяват.

Withdraw вече връща bool: дали тегленето е минало. Така който тегли, разбира дали е успял.

Account account = new Account("Мария", 100);
account.Withdraw(500);
account.Deposit(50);
Console.WriteLine(account.Balance);

Стъпка по стъпка, с думи

1. balance е private: стъклото значи, че отвън до полето няма път.
2. Тегленето минава през проверката в метода: 500 е повече от 100. Отказано, балансът не се пипа.
3. Внасянето също се проверява: 50 е положителна сума. Методът я добавя.
4. Свойството Balance дава навън копие на баланса. Самото поле остава скрито.

Пробвай

Отказано

Какво ще отпечата програмата?

Account account = new Account("Мария", 100);
Console.WriteLine(account.Withdraw(150));
account.Deposit(-20);
Console.WriteLine(account.Balance);

Отговор

False
80

True
-50

False
100

Провери

Идеята

Setter: промяна с проверка

Понякога полето трябва да може да се сменя отвън, но не с каквато и да е стойност. Възрастта на животно може да се промени, но не може да е отрицателна:

class Animal
{
    private int age;

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set
        {
            if (value >= 0)
            {
                age = value;
            }
        }
    }
}

Animal cat = new Animal();
cat.Age = 4;
cat.Age = -3;
Console.WriteLine(cat.Age);

Изход

4

Свойството вече има и set: това е setter-ът. При cat.Age = -3 се изпълнява кодът в set, а value е стойността отдясно на =, тук -3. Проверката не минава и възрастта остава 4.

Идеята

Кое поле да има setter?

Не всяко поле има нужда от setter, а някои нямат нужда и от getter. Помисли какво трябва да може да се прави с продукта отвън:

• името и цената се задават при създаването и после само се четат: само getter;
• бройката в количката се сменя, но поне 1: getter и setter с проверка.

class Product
{
    private string name;
    private double price;
    private int quantity;

    public Product(string name, double price)
    {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.quantity = 1;
    }

    public string Name
    {
        get { return name; }
    }

    public double Price
    {
        get { return price; }
    }

    public int Quantity
    {
        get { return quantity; }
        set
        {
            if (value >= 1)
            {
                quantity = value;
            }
        }
    }
}

Product coffee = new Product("Кафе", 7.50);
coffee.Quantity = 3;
coffee.Quantity = 0;
Console.WriteLine(coffee.Name + " x" + coffee.Quantity);

Изход

Кафе x3

Правилото е: започни с private за всичко и отваряй само каквото трябва. Setter, който записва всичко без проверка, връща проблема от първата карта.

Идеята

Свойства накратко

Свойство, което само чете и записва поле без проверка, може да се напише на един ред. Скритото поле C# прави сам:

class Product
{
    public string Name { get; set; }
    public double Price { get; set; }
    public int Quantity { get; set; } = 1;
}

Product coffee = new Product { Name = "Кафе", Price = 7.50 };
Console.WriteLine(coffee.Name + " x" + coffee.Quantity + ": " + coffee.Price + " €");

Изход

Кафе x1: 7.5 €

{ get; set; } е автоматично свойство. С = 1 то има стойност по подразбиране. new Product { Name = "Кафе", Price = 7.50 } е инициализатор на обект: създава обекта и задава свойствата му в едни скоби.

Можеш да скриеш само записа. { get; private set; } се чете отвсякъде, а се променя само в класа. { get; } се задава само в конструктора:

class Account
{
    public string Owner { get; }
    public double Balance { get; private set; }

    public Account(string owner, double balance)
    {
        Owner = owner;
        Balance = balance;
    }

    public void Deposit(double amount)
    {
        if (amount > 0)
        {
            Balance += amount;
        }
    }
}

Account account = new Account("Мария", 100);
account.Deposit(20);
Console.WriteLine(account.Owner + ": " + account.Balance + " €");

Изход

Мария: 120 €

Ред account.Balance = -500; в Main не се компилира:

Грешка при компилиране

error CS0272: The property or indexer 'Account.Balance' cannot be used in this context because the set accessor is inaccessible

Пробвай

Кое липсва?

Балансът трябва да се вижда само в класа. Какво пише на празното място?

class Account
{
     double balance;
}

Провери

Пробвай

Намери грешката

Полето е private, а балансът пак става -500:

Account account = new Account();
account.Balance = 100;
account.Withdraw(30);
account.Balance = -500;
Console.WriteLine(account.Balance);

Изход

-500

Кой ред в класа пробива защитата?

Избери реда с грешката.

1class Account2{3 private double balance;45 public double Balance6 {7 get { return balance; }8 set { balance = value; }9 }1011 public void Withdraw(double amount)12 {13 if (amount <= balance)14 {15 balance -= amount;16 }17 }18}

Провери

Упражнение

Скрити данни

Реши задачите в редактора си. Всички полета са private.

1. Човек. Person с име и възраст, конструктор, свойства Name и Age само за четене и Introduce().

Изход

Мария е на 34 г.
Здравей, аз съм Мария и съм на 34 г.

2. Сметка без минус. Account със собственик и баланс. Внася се само положителна сума. Тегленето връща дали е минало и не пуска баланса под 0. Балансът се чете, но не се записва отвън.

Main

Account account = new Account("Петър", 50);
account.Deposit(25);
account.Deposit(-10);
Console.WriteLine(account.Withdraw(100));
Console.WriteLine(account.Withdraw(40));
Console.WriteLine("Баланс: " + account.Balance + " €");

Изход

False
True
Баланс: 35 €

3. Животно. Animal с вид и възраст. Видът се задава в конструктора и само се чете. Възрастта има set, който отказва отрицателно число и печата съобщение. Конструкторът също минава през тази проверка.

Main

Animal cat = new Animal("котка", 3);
cat.Age = 4;
cat.Age = -1;
Console.WriteLine(cat.Species + ", " + cat.Age + " г.");

Изход

Невалидна възраст: -1
котка, 4 г.

Още задачи

• Оценка. Клас Grade с име на предмет и оценка от 2 до 6. Setter-ът отказва всичко извън тези граници. Пробвай с 5, 7 и 1.
• Продукт с отстъпка. Към Product от урока добави метод за отстъпка в проценти, който приема само от 1 до 90%. Цената няма setter.

Тест

Провери се

1. Полето balance е private. Откъде може да се променя?

Само от mainОтвсякъде, private е само препоръкаСамо от кода в класа Account

2. Защо сметката няма setter за баланса?

Забравили сме гоЗащото балансът трябва да се сменя само с внасяне и теглене, които проверяватЗащото double няма setter

3. В set на свойство какво е value?

Старата стойност на полетоВинаги 0Стойността отдясно на =, която се записва

4. Какво значи капсулация?

Всички полета са public, за да е удобноКласът е в отделен файлКласът крие данните си и ги показва само през свои методи

Провери

Започни урока отначало