3.4 Ενθυλάκωση

Μαθησιακοί στόχοι

Σε αυτήν την ενότητα θα μάθουμε:

πώς υλοποιείται η ενθυλάκωση στη Java
για τα πακέτα/βιβλιοθήκες (packages)

Δεν θα μιλήσουμε για Εμφωλευμένες (nested) ή εσωτερικές κλάσεις (Inner Classes) που είναι άλλος ένας τρόπος ενθυλάκωσης.

Ενθυλάκωση (Encapsulation)

Μιλήσαμε για την ενθυλάκωση στο 1ο μάθημα αυτής της εβδομάδας.

Ας δούμε πώς εφαρμόσαμε την ενθυλάκωση στην κλάση Car:

/**
 * A Car.
 *
 * @author ikost
 * @version 0.5
 */
public class Car { // κλάση
  // ιδιότητες/γνωρίσματα
  public static final int WHEELS = 4;
  private static int counter = 0;
  private String model;
  private int maxSpeed;
  private int ccm;
  private int speed = 0;
  private EngineType engineType;

  /**
   * Constructor.
   * 
   * @param m model
   * @param s max speed
   * @param c ccm
   * @param et engineType
   */
  public Car(String m, int s, int c, EngineType et) {
    ++counter;
    model = m; maxSpeed = s; ccm = c; engineType = et;
  }
  // ενέργειες/μέθοδοι
  public void accelerate() {
     if (speed <= maxSpeed - 10)
        speed+=10;
  }
  
  public void decelerate() {
     if (speed >= 10)
        speed-=10;
  }
  
  public int getMaxSpeed() {
      return maxSpeed;
  }
  
  public int getSpeed() {
      return speed;
  }
  
  public int getCcm() {
      return ccm;
  }
  
  public String getModel() {
      return model;
  }
  
  public EngineType getEngineType() {
      return engineType;
  }
    
  public static int getCounter() {
     return counter;   
  }
  
  public String toString() {
     return "Car[" + "model=" + model + ", maxSpeed=" + maxSpeed + ", ccm=" + ccm + ", engineType=" + engineType + ", speed=" + speed + "]"; 
  }
  
    public static void main(String... args) {
      Car audiA3 = new Car("Audi A3", 210, 1595, EngineType.BENZINE);
      System.out.println(audiA3.counter + ". " + audiA3);
      Car fiat500 = new Car("Fiat 500", 160, 1368, EngineType.BENZINE);
      System.out.println(fiat500.counter + ". " + fiat500);
      Car peugeot208 = new Car("Peugeot 208", 175, 1199, EngineType.BENZINE);
      System.out.println(Car.counter + ". " + peugeot208);      
  }
}

Έχουμε ενθυλακώσει τα γνωρίσματα της κλάσης ορίζοντάς τα ως private, που σημαίνει ότι είναι προσβάσιμα μόνο από αντικείμενα της κλάσης Car, και την κλάση και τις μεθόδους της ως public πράγμα που σημαίνει ότι είναι προσβάσιμες από οποιαδήποτε άλλη κλάση του προγράμματος.

Έτσι δεν μπορούμε να καλέσουμε το γνώρισμα speed της κλάσης Car καθώς η πρόσβαση σ’ αυτό έχει οριστεί ως private. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την αντίστοιχη μέθοδο get για να προσπελάσουμε το γνώρισμα. Το γνώρισμα έχει πλέον ενθυλακωθεί στην κλάση και δεν είναι προσβάσιμο πέραν των αντικειμένων της κλάσης.

Είναι καλή τακτική να περιορίζετε όσο γίνεται την πρόσβαση στα γνωρίσματα, τις μεθόδους και τις κλάσεις. Π.χ. αν γνωρίζετε ότι μια μέθοδος θα καλείται μόνο μέσα από την κλάση, τότε καλό είναι να την ορίσετε ως private. Μια κλάση που θα καλείται μόνο από κλάσεις από το ίδιο πακέτο στο οποίο ανήκει, καλό είναι να ορίζεται με τον εξ’ ορισμού τροποποιητή (δηλ. package).

Προσοχή! Δεν υπάρχει τροποποιητής package στην Java. Απλά δεν γράφετε κανέναν τροποποιητή πριν από την κλάση ή γνώρισμα ή μέθοδο.

Πακέτα ή Βιβλιοθήκες (packages)

Μπορούμε να ομαδοποιήσουμε τις κλάσεις σε βιβλιοθήκες ή πακέτα (packages). Αρκεί να χρησιμοποιήσουμε την λέξη-κλειδί package μαζί με το όνομα της βιβλιοθήκης, στην αρχή κάθε αρχείου, το οποίο θέλουμε να εντάξουμε στην βιβλιοθήκη.

Στο έργο Car, δημιουργήστε δυο νέες βιβλιοθήκες, cars και engines, από το μενού Edit -> New Package. Στη συνέχεια, ανοίξτε την κλάση Engine και στο άνω μέρος εισάγετε τη γραμμή:

package engines;

Το BlueJ θα σας εμφανίσει ένα μήνυμα αν θέλετε να μεταφέρετε τον απαριθμημένο τύπο Engine στο package engines. Πατήστε Move. Επαναλάβετε για την κλάση Car:

package cars;

Θα παρατηρήσετε ότι εμφανίστηκε ένα λάθος. Η Car δεν μπορεί πλέον να βρει την κλάση Engine. Κι αυτό γιατί οι κλάσεις Car και Engine δεν είναι πλέον στην ίδια βιβλιοθήκη. Για να το διορθώσουμε, εισάγετε την ακόλουθη γραμμή κάτω από την πρώτη που προσθέσατε παραπάνω:

import engines.EngineType;

Αν η κλάση που θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε ανήκει σε κάποια άλλη βιβλιοθήκη, τότε μπορούμε να την εισάγουμε με την εντολή import. Εναλλακτικά θα μπορούσαμε να γράψουμε το πλήρες όνομα της κλάσης που θέλουμε να προσπελάσουμε, π.χ. private engines.EngineType engineType;. Αν μια βιβλιοθήκη περιέχει πολλές κλάσεις, τότε μπορείτε να εισάγετε όσες από αυτές χρειάζεστε με τον μεταχαρακτήρα *, π.χ. import engines.*;.

Πλέον μόνο ότι έχετε δηλώσει ως public είναι προσβάσιμο εκτός της βιβλιοθήκης. Ο εξ’ ορισμού τροποποιητής πρόσβασης (package) επιτρέπει σε κλάσεις της βιβλιοθήκης να έχουν πρόσβαση σε άλλες κλάσεις της ίδιας βιβλιοθήκης αλλά όχι σε κλάσεις άλλων βιβλιοθηκών.

Εικόνα 1 Δημιουργία βιβλιοθηκών (packages) java στο BlueJ

Κανονικά, το BlueJ θα έπρεπε να δημιουργήσει και μια σχέση εξάρτησης από τη βιβλιοθήκη cars στη βιβλιοθήκη engines.

Ο βασικός λόγος της εισαγωγής βιβλιοθηκών στην Java, μέσα στον πηγαίο κώδικα, οφείλεται στην ανάγκη διαχείρισης της ονοματολογίας (name spaces) για την αποφυγή συγκρούσεων (name clashes). Π.χ. τι θα συνέβαινε αν ορίζαμε δυο κλάσεις Util ή υπήρχε μια κλάση Util μέσα σε μια εξωτερική βιβλιοθήκη (jar) που χρησιμοποιούμε στο πρόγραμμά μας;

Τα ονόματα των βιβλιοθηκών ακολουθούν συνήθως την ονοματολογία των πεδίων διαδικτύου (internet domains) τα οποία θεωρούνται μοναδικά, π.χ.

gr.mycompany.app
gr.mycompany.app.model
gr.mycompany.app.view
gr.mycompany.app.controller
gr.mycompany.app.utils

Με τη χρήση στατικής εισαγωγής (static import) μπορούμε να κάνουμε χρήση των στατικών πεδίων μιας κλάσης, χωρίς να χρησιμοποιούμε το όνομα της κλάσης στην οποία ανήκουν. Μπορούμε να εισάγουμε τα στατικά μέλη μιας κλάσης χρησιμοποιώντας την import static. Π.χ.

import static cars.Car.WHEELS;

Για εξοικονόμηση χώρου, οι βιβλιοθήκες προγραμμάτων Java αποθηκεύονται σε αρχεία τύπου .jar (Java Archive). Με το BlueJ μπορούμε πολύ εύκολα να δημιουργήσουμε ένα εκτελέσιμο .jar αρχείο ως εξής:

Επιλέξτε το μενού Project -> Create Jar File…
Από το αναδυόμενο παράθυρο επιλέξτε ως Main class την κλάση που περιέχει την main() μέθοδο
Αποεπιλέξτε τα τσεκαρισμένα πεδία Include source και Include Blue project files και πατήστε Continue. Θα εμφανιστεί ένα διαλογικό παράθυρο που θα σας ζητήσει το όνομα του .jar αρχείου που πρόκειται να δημιουργηθεί καθώς και τον φάκελο στον οποίο θέλετε να δημιουργηθεί και πατήστε Save.

Περίληψη

Σε αυτό το μάθημα μάθαμε για το πώς η Java ικανοποιεί την ιδιότητα ενθυλάκωση (encapsulation) του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού. Μάθαμε για τους τροποποιητές πρόσβασης (public, package, private) (και θα μάθουμε για ακόμα έναν, τον protected στο επόμενο μάθημα) που δουλεύουν σε επίπεδο κλάσεων, γνωρισμάτων και μεθόδων. Μάθαμε επίσης πώς να δημιουργούμε βιβλιοθήκες (packages) ώστε να ομαδοποιούμε παρόμοιες κλάσεις μεταξύ τους. Η Java παρέχει κι άλλους τρόπους ενθυλάκωσης, όπως π.χ. τα αρθρώματα (modules) τα οποία όμως ξεφεύγουν από ένα εισαγωγικό μάθημα.

Στο επόμενο μάθημα θα μάθουμε για το τρίτο χαρακτηριστικό του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού, την κληρονομικότητα.