Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [109] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294

ГЛАВА 13 Нестандартные типы данных 331

Используйте методы доступа вместо глобальных данных

Все, что вы можете сделать с глобальными данными, вы можете сделать лучше, используя методы доступа. Применение методов доступа - основная технология реализации абстрактных типов данных и достижения сокрытия информации. Даже если вы не хотите создавать полноценный абстрактный тип данных, вы все равно можете использовать методы доступа для централизации управления данными и для защиты от изменений.

Преимущества методов доступа

Использование методов доступа имеет несколько преимуществ.

Вы получаете централизованный контроль над данными. Если позднее вы обнаружите более подходящую реализацию структуры, вам не придется изменять код везде, где она упоминается. Изменения не всколыхнут всю вашу программу - они останутся внутри методов доступа.

Вы можете быть уверены, что все ссылки на переменную

/ й1Н»е1шесшя сшяка Об изоля-

изолированы. Добавляя элемент в стек с помощью таких щцш т раадеп $ 5

выражений, как stack.array[ stack.top ] = newElement, вы

легко можете забыть проверить переполнение стека и допустить серьезную ошибку. Используя же методы доступа (скажем, PusbStack( newElement)), вы можете написать проверку переполнения стека в методе PushStackQ- Проверка будет выполняться автоматически, и вы сможете про нее забыть.

Вы автоматически получаете главные преимущества со-

крытия информации. Методы доступа представляют со- информации подраздел бой примеры сокрытия информации, даже если вы и не «Скрывайте секреты {к mnpth намеревались использовать их в этих целях. Вы можете су о сокрытии информации)» изменять содержимое метода доступа, не затрагивая раздала 5.3. остальную часть программы. Эти методы позволяют вам

отремонтировать интерьер вашего дома, оставив фасад прежним, так что ваши друзья смогут его узнать.

Методы доступа легко преобразуются в абстрактные типы данных. Одно из преимуществ этих методов в том, что вы можете создавать более высокий уровень абстракции, чем при использовании глобальных данных напрямую. Например, вместо кода if lineCount > MAXUNES вы сможете, используя метод доступа, написать if PageFullQ. Это небольшое изменение документирует цель проверки if lineCount прямо в коде программы. Оно дает небольшой выигрыш в читабельности, но постоянное внимание к таким деталям и создает различие между красиво написанным ПО и наскоро слепленным кодом.

Как использовать методы доступа

Здесь представлена краткая версия теории и практики методов доступа: Скройте данные в классе. Объявите их с помощью ключевого слова static или аналогичного, чтобы гарантировать их существование в единственном экземпляре. Напишите методы, позволяющие получать и изменять данные. Потребуйте, чтобы код вне класса использовал эти методы, а не данные напрямую.

Например, если у вас есть глобальная статусная переменная g globalStatus, описывающая общее состояние программы, вы можете создать два метода доступа:



globalStatus.GetQ и globalStatus.SetQ, каждый из которых делает то, что сказано в ее названии. Эти методы обращаются к переменной, спрятанной внутри класса, заменяющего g globalStatus. Остальная часть программы может получать все преимущества бывшей глобальной переменной, вызывая globalStatus.GetQ и global-StatusSetQ.

Если язык не поддерживает классы, вы все равно можете йервШ0тш «ссылка Огранимб-

нт доступа к гяоьны» создавать методы доступа для манипуляции глобальными

решенным, даже есди ееш язык данными. Однако вам придется устанавливать ограничения т поддерживает т напрямую, доступа к глобальным данным с помощью стандартов ко-- пртьр программироеания дирования, а не встроенных средств языка, с ттпъшшт языка, а ие

на языке [ш. раздел 344). несколько основных принципов применения методов

доступа для сокрытия глобальных переменных в языках, не имеющих встроенной поддержки этого.

Требуйте, чтобы весь код обращался к данным через методы доступа Хорошим соглашением будет начинать имена всех глобальных переменных с префикса и в дальнейшем требовать, чтобы никакой код не обращался к переменным с префиксом g напрямую, кроме методов доступа к этим переменным. Весь остальной код работает с этими данными через методы доступа.

Не валите все глобальные данные в одну кучу Если вы сложите все глобальные данные в одну большую кучу и напишете для них методы доступа, вы решите проблему глобальных данных, но утратите некоторые преимущества абстрактных типов данных и сокрытия информации. Раз уж вы пишете методы доступа, обдумайте, к каким классам принадлежит каждая глобальная переменная, и затем упакуйте данные и методы доступа к ним в этот класс.

Управляйте доступом к глобальным переменным с помощьюблокировок

По аналогии с управлением параллельным доступом к многопользовательской базой данных, блокировка требует, чтобы перед вызовом или обновлением значения глобальной переменной ее помечали для изменений (check out). После использования переменную можно освободить (check in). Если пока она занята (т. е. помечена для изменений), другая часть программы попытается к ней обратиться, процедура блокировки выводит сообщение об ошибке или генерирует исключение.

Такое описание механизма блокировок опускает многие

Парекршная штшп D птт-

ртнт разяичий между ра0о тонкости в написании кода, полностью поддерживающего чей и промышленио8 тротт параллельное выполнение. По этой причине упрощенные пртргты см. йодраздея схемы блокировок вроде этой наиболее полезны на стадии тттШ удттт отщон- разработки. Пока схема тщательно не продумана, она ско-«ыхсредста» раздела8Д атак- всего не будет достаточно надежна для работы в про-

же раздел ол.

мышленнои версии. При вводе программы в эксплуатацию

такой код должен быть заменен на более безопасный и выполняющий более элегантные действия, чем вывод сообщений об ошибках. Так, при обнаружении ситуации, когда несколько частей программы пытаются заблокировать одну и ту же глобальную переменную, он мог бы записать сообщение об ошибке в файл.



Такой способ защиты во время разработки довольно легко реализовать, если вы используете методы доступа. Но это было бы затруднительно сделать, если бы вы обращались к данным напрямую.

Встройте уровень абстракции в методы доступа Разрабатывайте методы доступа в области определения задачи, а не на уровне деталей реализации. Этот подход позволяет улучшить читабельность, а также страхует от изменения деталей реализации.

Сравните пары выражений в табл. 13-1:

Табл. 13-1. Обращение к глобальным данным напрямую и с помощью метода доступа

Непосредственное использование Обращение к глобальным данным через глобальных данных методы доступа

node = nodenext account = NextAccount( account)

node = node.next employee = NextEmployee( employee )

node = nodenext rateLevel = NextRateLevel( ratelevel)

event = eventQueuef queueFront ] event = HighestPriorityEventO

event = eventQueue[ queueBack ] event = LowestPriorityEventQ

Смысл первых трех примеров в том, что абстрактный метод доступа гораздо информативнее общей структуры. Если вы используете структуры напрямую, вы одновременно делаете слишком многое: во-первых, показываете, что выполняет структура (переход к следующему элементу в связном списке), а во-вторых - что происходит по отношению к сущности, которую она представляет (выбор номера счета, следующего работника или процентной ставки). Это слишком тяжелая ноша для простой операции присваивания в структуре данных. Сокрытие информации за абстрактными методами доступа позволяет коду самому говорить за себя и заставляет читать программу на уровне области определения задачи, а не на уровне деталей реализации.

Выполняйте доступ к данным на одном и том же уровне абстракции Если вы используете метод доступа для выполнения какого-то действия со структурой, все остальные действия должны производиться с помощью таких методов. Если вы считываете данные с помощью метода доступа, то и записывайте их с помощью метода. Если вы вызываете InitStackQ для инициализации стека и PushStackQ для добавления в него элементов, то вы создали целостное представление данных. Если же вы извлекаете элементы с помощью выражения value = array[ stackXop J, то это представление данных противоречиво. Противоречивость усложняет код для понимания. Создайте метод PopStackQ и используйте вместо value = arrayf stacktop J,

В примерах выражений в табл. 13-1. две операции с очере-

дями событий происходят параллельно. Добавление в оче- методов доступа mm-редь - наиболее сложная из этих двух операций в таблице сойыШ яредпошгает «6-

и потребует нескольких строк кода для поиска места вставки обходимость создания класса события, сдвига остальных элементов очереди для выделе- У ния места новому событию, и установки нового начала или

конца очереди. Удаление события из очереди по сложности будет примерно таким же. Если во время кодирования сложные операции будут помещены в мето-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [109] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294



0.0096