OO设计的封装性

Question

我有一个关于封装的问题。据我所知，封装可以使用私有/受保护的数据成员隐藏实现细节，并提供公共方法和属性来操作数据。这里的想法是防止类消费者直接修改数据成员。

但是，我对属性getter或其他返回私有/受保护数据成员的公共方法存在担忧。例如：如果我有这样的类

public class Inventory
{
    private List<Guitar> guitars = new List<Guitar>();

    public void AddGuitar(string serialnumber, string price)
    {
        Guitar guitar = new Guitar(serialnumber, price);
        guitars.Add(guitar);
    }

    public List<Guitar> GetGuitars()
    {
        return guitars;
    } 
}

现在，如果Inventory类的消费者调用GetGuitars方法，它将得到在Inventory类中维护的吉他清单。现在，消费者可以修改列表，例如删除、添加或修改项目。对我来说，这看起来像是我们没有封装。我认为应该在GetGuitars()方法中返回Guitar清单项的副本。你认为呢？

我的封装理解正确吗？

谢谢

- user1719287

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这更或多或少是在决定是否严格遵守迪米特法则时面临的折衷。许多人认为，允许访问组合对象（就像你所做的那样）是实用的。像C ++这样的语言将允许GetGuitars()是const的。 - StuartLC

防御性复制列表并不能帮助太多，只要吉他不是不可变的或者也没有进行防御性复制。遗憾的是，Java缺乏良好的不可变性支持。 - atamanroman

伙计们，他不是在问Java。应该是C#吧。 - Adam Dyga

Answer 1

通过使用适当的接口限制对它们的访问，可以很好地封装对象列表。

我认为你通过AddGuitar方法控制列表的添加是正确的，因为你可以控制放入其中的内容。在我的看法中，你可以通过将GetGuitars更改为返回IEnumerable而不是List来加强这种设计。

这减少了调用者对列表的控制，同时也不承诺返回一个抽象类型。这样，你的内部数据结构可以改变，而公共接口也不需要改变。

- David Osborne

Answer 2

你说得对。有了这样的setter，客户端就能够修改列表。如果添加吉他需要一些特殊处理，那么这是不希望的。在这种情况下，你有两个选择：

1. 返回列表的副本（正如你已经建议的那样）。
2. 在getter中使用ReadOnlyCollection进行包装。

这两种情况都应该在方法描述中进行记录，以便客户端在尝试外部修改列表时不会“惊讶”。

- Adam Dyga

Answer 3

如果您希望您的List数组不能被修改，为什么不使用AsReadOnly方法：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/e78dcd75.aspx

关于封装，成员只能通过方法进行读写，而成员在外部不可用。

- user983652

Answer 4

从风险的角度来看，如果您返回列表的副本或使其不可修改（在添加吉他时采用函数式编程风格创建一个全新的不可修改列表），确实更好。

从封装的角度来看，最好摆脱getGuitars()方法，然后Inventory类应该提供与之相关的功能（例如printInventoryReport()或其他）。这样，没有客户端类需要知道您如何存储吉他，您可以将相关代码保留在Inventory类中。权衡是这个类会变得更大，并且每次您需要从吉他列表中获取新内容时，都需要修改Inventory。

我推荐一篇好文章：http://www.javaworld.com/javaworld/jw-09-2003/jw-0905-toolbox.html。虽然它在当时引起了很大争议，但我认为其中有很多真理。

如果您选择使用getter，一个小技巧是选择需要它是List还是Collection。甚至可以使用Iterable！这样做可以尽可能少地透露您的实现细节，从而实现更好的封装。

- Chirlo

Answer 5

我认为返回列表在封装方面还有待改进。您可能需要考虑编写用于单个项目的getter，或者可能是一个迭代器。该列表似乎是实现细节，因此其他类没有直接访问它的必要。

- skunkfrukt

Answer 6

这里至少有两个问题。

第一个问题是关于隐藏实现。您可以将“吉他”字段更改为数组或数据库，但可以保留AddGuitar和getGuitars方法的签名，以便客户端代码不会中断。

第二个问题是是否要返回吉他列表的防御性副本。一旦您拥有吉他清单，您是否想要添加和删除元素？由于您有一个添加吉他的方法，我认为不需要。

- Michael Burrows