Что означает инкапсуляция?
Говорят, что тип данных инкапсулирован, если экземпляры этого типа не имеют видимых пользователям компонентов. (Термин "экземпляр" используется как удобное, хотя и неуклюжее сокращение для "значение или переменная".) Например, в своей книге Smalltalk-80: The Language and It's Implementation (Addison-Wesley, 1983) Adele Goldberg и David Robson говорят: "Объект состоит из некоторой частной памяти и набора операций ... Публичные свойства объекта являются [спецификациями операций], составляющими его интерфейс... Частные свойства объекта - это набор [компонентов], составляющих его частную память".
Замечание: Автор предпочитает не использовать слишком часто термин "объект", потому что он нечеткий и часто приводит к неправильному пониманию сути. Ниже этот термин используется только в цитатах.
Как явствует из приведенного высказывания, пользователи Smalltalk оперируют экземплярами ("объектами") инкапсулированного типа посредством операций, явно определенных в связи с этим типом. Например, можно иметь тип CIRCLE и быть в состоянии вызывать операции, которые возвращают площадь - или длину окружности, или радиус (и т.д.) - любого заданного круга. Однако было бы незаконно утверждать, что круг имеет компонент площади, компонент длины окружности, компонент радиуса и т.д. Важным следствием этого является то, что мы не знаем и не должны знать, как круги представлены внутри системы; это представление доступно только через код, реализующий операции. Другими словами, для пользователей представляет интерес тип - это часть модели, - в то время как представление интересно только для реализации. В своем введении в объектные базы данных Stanley Zdonik и David Maier говорят: "Инкапсуляция [означает, что у каждого типа имеется] набор [операций и] представление ... которое выделяется для каждого его экземпляра. Это представление используется для сохранения состояния объекта. Только методы, реализующие операции объектов, имеют доступ к представлению, что дает возможность изменять представление не затрагивая оставшуюся часть системы.
Требуется только переписать методы".(1)
Заметим, что к инкапсуляции можно относиться как к другому обличию известного понятия независимости данных. Если должным образом различать тип и представление, и если добиться скрытости представления, то можно изменять представление без потребности изменять прикладные программы. Нужно всего лишь изменить код, реализующий операции.
Возможно, теперь можно начать понимать, почему автор не считает понятие инкапсуляции слишком существенным. Основной смысл этого понятия состоит в том, что мы не должны беспокоиться о том, о чем нам не следует беспокоиться, а именно, о физическом представлении (называемом также действительным или внутренним представлением). Другими словами, как уже утверждалось, инкапсуляция, на самом деле, является логическим следствием различия между типом и представлением.
Последнее замечание по поводу термина. При подготовке этого материала автору пришлось просмотреть около 20 книг по объектной технологии и связанным темам. Удивительно, что ни в одной из них не удалось найти точное определение понятия инкапсуляции. (Лучшее разъяснение содержится в приведенной выше цитате из книги про Smalltalk; следует заметить, помимо прочего, что в этой книге вообще не используется термин "инкапсуляция", его нет даже в индексе.) Автор обнаружил, что некоторые авторы понимают под этим понятием физическое связывание определений представления данных и определений операций. Например, "Инкапсуляция - это понятие соединения обработки или поведения с экземплярами объектов, определенных в классах. Инкапуляция позволяет упаковывать вместе код и данные".(2) Но, по мнению автора, такая интерпретация термина приводит с перемешиванию модельных и реализационных вопросов. Пользователь не должен беспокоиться, у него не должно возникать поводов для беспокойства по поводу того, "упакованы ли вместе" код и данные. Убеждение автора состоит в том, что с точки зрения пользователя, т.е. с модельной точки зрения, инкапсуляция означает, что данные не содержат видимых пользователям компонентов и могут быть доступны только через посредство уместных операций.
