JavaScripti privaatväljade päritavuse selgitus: Kaitstud liikmete juurdepääs globaalsetele arendajatele

Sissejuhatus: JavaScripti kapseldamise arenev maastik

Tarkvaraarenduse dünaamilises maailmas, kus globaalsed meeskonnad teevad koostööd erinevates tehnoloogilistes maastikes, on objektorienteeritud programmeerimise (OOP) paradigmades tugeva kapseldamise ja kontrollitud andmetele juurdepääsu vajadus ülimalt oluline. JavaScript, mida kunagi peeti peamiselt paindlikkuse ja kliendipoolsete skriptimisvõimaluste poolest, on märkimisväärselt arenenud, võttes kasutusele võimsaid funktsioone, mis võimaldavad struktureeritumat ja hooldatavamat koodi. Nende edusammude hulgas tähistab privaatsete klassiväljade sissetoomine ECMAScript 2022 (ES2022) teetähist selle osas, kuidas arendajad saavad hallata oma klasside sisemist olekut ja käitumist.

Globaalsetele arendajatele on nende funktsioonide mõistmine ja tõhus kasutamine hädavajalik skaleeritavate, turvaliste ja hõlpsasti hooldatavate rakenduste loomisel. See ajaveebipostitus süveneb JavaScripti privaatväljade päritavuse keerukatesse aspektidesse ja uurib "kaitstud" liikmete juurdepääsu kontseptsiooni, mis, kuigi mitte otseselt võtmesõnana nagu mõnes teises keeles, on saavutatav läbimõeldud disainimustritega, kasutades privaatseid välju. Meie eesmärk on pakkuda põhjalikku, globaalselt juurdepääsetavat juhendit, mis selgitab neid kontseptsioone ja pakub tegevusjuhiseid igast taustast pärit arendajatele.

JavaScripti privaatsete klassiväljade mõistmine

Enne kui saame arutada pärimist ja kaitstud juurdepääsu, on oluline kindlalt mõista, mis on JavaScriptis privaatsed klassiväljad. Standardfunktsioonina kasutusele võetud privaatsed klassiväljad on klassi liikmed, millele pääseb juurde ainult klassist endast. Need on tähistatud räsimärgi (#) eesliitega enne nende nime.

Privaatsete väljade peamised omadused:

• Range kapseldamine: Privaatsed väljad on tõeliselt privaatsed. Nendele ei saa klassi definitsioonist väljastpoolt juurde ega neid muuta, isegi mitte klassi eksemplaride poolt. See takistab tahtmatuid kõrvalmõjusid ja tagab klassi interaktsiooniks puhta liidese.
• Kompileerimisaja viga: Katse pääseda privaatsest väljast väljaspool klassi on SyntaxError parseri ajal, mitte tööaegne viga. See varajane vigade tuvastamine on koodi töökindluse jaoks hindamatu.
• Ulatus: Privaatse välja ulatus on piiratud klassi kehaga, kus see on deklareeritud. See hõlmab kõiki meetodeid ja sisseehitatud klasse selles klassi kehas.
• Ei mingit this sidumist (algselt): Erinevalt avalikest väljadest ei lisata privaatseid välju automaatselt eksemplari this konteksti ehitamise ajal. Need on määratletud klassi tasemel.

Näide: Privaatsete väljade põhikäitus

Illustreerime lihtsa näitega:

            class BankAccount {
  #balance;

  constructor(initialDeposit) {
    this.#balance = initialDeposit;
  }

  deposit(amount) {
    if (amount > 0) {
      this.#balance += amount;
      console.log(`Sissekantud: ${amount}. Uus saldo: ${this.#balance}`);
    }
  }

  withdraw(amount) {
    if (amount > 0 && this.#balance >= amount) {
      this.#balance -= amount;
      console.log(`Väljavõetud: ${amount}. Uus saldo: ${this.#balance}`);
      return true;
    } 
    console.log("Ebapiisavad vahendid või vale summa.");
    return false;
  }

  getBalance() {
    return this.#balance;
  }
}

const myAccount = new BankAccount(1000);

myAccount.deposit(500);
myAccount.withdraw(200);

// Privaatsest väljast otse juurdepääsu katse põhjustab vea:
// console.log(myAccount.#balance); // SyntaxError: Privaatne väli '#balance' peab olema deklareeritud ümbritsevas klassis

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites on #balance privaatne väli. Saame sellega suhelda ainult avalike meetodite deposit, withdraw ja getBalance kaudu. See tagab kapseldamise, tagades, et saldot saab muuta ainult määratletud toimingute kaudu.

JavaScripti pärimine: Alus koodi uuestikasutamiseks

Päritavus on OOP nurgakivi, mis võimaldab klassidel pärida omadusi ja meetodeid teistelt klassidelt. JavaScriptis on pärimine prototüüpne, kuid class süntaks pakub tuttavamat ja struktureeritumat viisi selle rakendamiseks extends võtmesõnaga.

Kuidas pärimine JavaScripti klassides töötab:

• Alamklass (või lapsklass) saab laiendada ülemklassi (või emaklassi).
• Alamklass pärib kõik ülemklassi prototüübi loendatavad omadused ja meetodid.
• super() võtmesõna kasutatakse alamklassi konstruktoris, et kutsuda ülemklassi konstruktorit, initialiseerides päritud omadused.

Näide: Põhiline klassipärimine

            class Animal {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  speak() {
    console.log(`${this.name} teeb häält.`);
  }
}

class Dog extends Animal {
  constructor(name, breed) {
    super(name); // Kutsub Animal konstruktorit
    this.breed = breed;
  }

  speak() {
    console.log(`${this.name} haugub.`);
  }

  fetch() {
    console.log("Palli järele!");
  }
}

const myDog = new Dog("Buddy", "Golden Retriever");
myDog.speak(); // Väljund: Buddy haugub.
myDog.fetch(); // Väljund: Palli järele!

            

              
                Copy
              
            
          

Siin pärib Dog klassilt Animal. See saab kasutada speak meetodit (ülekatmata) ja samuti määratleda oma meetodeid, nagu fetch. super(name) kutse tagab, et Animalilt pärit name omadus on korralikult initialiseeritud.

Privaatsete väljade pärimine: Nüansid

Nüüd ühendame privaatsed väljad ja pärimise. Privaatsete väljade kriitiline aspekt on see, et neid ei pärita traditsioonilises mõttes. Alamklass ei saa otse juurde oma ülemklassi privaatsetele väljadele, isegi kui ülemklass on defineeritud class süntaksiga ja selle privaatsed väljad on eesliites #.

Miks privaatseid välju otseselt ei pärita

Põhjus selle käitumise taga on privaatsete väljade pakutav range kapseldamine. Kui alamklass saaks juurdepääsu oma ülemklassi privaatsetele väljadele, rikutaks ülemklassi kavandatud kapseldamispiiri. Ülemklassi sisemised implementatsioonidetailid paljastataks alamklassidele, mis võib viia tiheda sidumiseni ja muuta ülemklassi refaktoriseerimise keerulisemaks ilma selle järglasi mõjutamata.

Mõju alamklassidele

Kui alamklass laiendab ülemklassi, mis kasutab privaatseid välju, pärib alamklass ülemklassi avalikud meetodid ja omadused. Kuid kõik ülemklassis deklareeritud privaatsed väljad jäävad alamklassile kättesaamatuks. Alamklass saab aga deklareerida oma privaatsed väljad, mis on ülemklassi omadest erinevad.

Näide: Privaatsed väljad ja pärimine

            class Vehicle {
  #speed;

  constructor(make, model) {
    this.make = make;
    this.model = model;
    this.#speed = 0;
  }

  accelerate(increment) {
    this.#speed += increment;
    console.log(`${this.make} ${this.model} kiirendab. Praegune kiirus: ${this.#speed} km/h`);
  }

  // See meetod on avalik ja seda saavad kutsuda alamklassid
  getCurrentSpeed() {
    return this.#speed;
  }
}

class Car extends Vehicle {
  constructor(make, model, numDoors) {
    super(make, model);
    this.numDoors = numDoors;
  }

  // Me ei saa siin otse juurde #speed'ile
  // Näiteks see põhjustaks vea:
  // startEngine() {
  //   console.log(`${this.make} ${this.model} mootor käivitatud.`);
  //   // this.#speed = 10; // SyntaxError!
  // }

  drive() {
    console.log(`${this.make} ${this.model} sõidab.`);
    // Saame avaliku meetodi kutsumisega kaudselt mõjutada #speed'i
    this.accelerate(50);
  }
}

const myCar = new Car("Toyota", "Camry", 4);
myCar.drive(); // Väljund: Toyota Camry sõidab.
              // Väljund: Toyota Camry kiirendab. Praegune kiirus: 50 km/h

console.log(myCar.getCurrentSpeed()); // Väljund: 50

// Katse pääseda ülemklassi privaatsest väljast otse alamklassi eksemplari kaudu:
// console.log(myCar.#speed); // SyntaxError!

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites laiendab Car klassi Vehicle. See pärib make, model ja numDoors. See saab kutsuda Vehicleilt päritud avalikku meetodit accelerate, mis omakorda muudab Vehicle eksemplari privaatset #speed välja. Kuid Car ei saa #speed'ile otse juurde ega seda manipuleerida. See tugevdab piiri ülemklassi sisemise oleku ja alamklassi implementatsiooni vahel.

"Kaitstud" liikmete juurdepääsu simuleerimine JavaScriptis

Kuigi JavaScriptil ei ole sisseehitatud protected võtmesõna klassiliikmete jaoks, võimaldab privaatsete väljade ja läbimõeldult kujundatud avalike meetodite kombinatsioon selle käitumise simuleerimist. Keeltes nagu Java või C++ on protected liikmed kättesaadavad klassi enda sees ja selle alamklasside poolt, kuid mitte väliskoodi poolt. JavaScriptis saame sarnase tulemuse saavutada, kasutades ülemklassi privaatseid välju ja pakkudes alamklassidele konkreetseid avalikke meetodeid nende privaatsete väljadega suhtlemiseks.

Kaitstud juurdepääsu strateegiad:

1. Avalikud getter/setter meetodid alamklassidele: Ülemklass võib avaldada konkreetseid avalikke meetodeid, mis on mõeldud alamklasside poolt kasutamiseks. Need meetodid saavad töötada privaatsete väljadega ja pakuvad kontrollitud viisi alamklassidele nendele juurdepääsemiseks või nende muutmiseks.
2. Tehasefunktsioonid või abimeetodid: Ülemklass võib pakkuda tehasefunktsioone või abimeetodeid, mis tagastavad objekte või andmeid, mida alamklassid saavad kasutada, kapseldades interaktsiooni privaatsete väljadega.
3. Kaitstud meetodite dekoraatorid (täpsem): Kuigi see pole sisemine funktsioon, võib uurida täpsemaid mustreid, mis hõlmavad dekoraatoreid või metaprogrammeerimist, kuigi need lisavad keerukust ja võivad paljude arendajate jaoks lugemist vähendada.

Näide: Kaitstud juurdepääsu simuleerimine avalike meetoditega

Seda demonstreerime Vehicle ja Car näidet täiustades. Lisame kaitstud-sarnase meetodi, mida peaksid ideaalis kasutama ainult alamklassid.

            class Vehicle {
  #speed;
  #engineStatus;

  constructor(make, model) {
    this.make = make;
    this.model = model;
    this.#speed = 0;
    this.#engineStatus = "off";
  }

  // Avalik meetod üldiseks interaktsiooniks
  accelerate(increment) {
    if (this.#engineStatus === "on") {
      this.#speed = Math.min(this.#speed + increment, 100); // Maks kiirus 100
      console.log(`${this.make} ${this.model} kiirendab. Praegune kiirus: ${this.#speed} km/h`);
    } else {
      console.log(`${this.make} ${this.model} mootor on välja lülitatud. Ei saa kiirendada.`);
    }
  }

  // Meetod, mis on mõeldud alamklassidele sisemise olekuga suhtlemiseks
  // Saame eesliitega '_' märkida, et see on mõeldud sisemiseks/alamklasside kasutamiseks, kuigi seda ei jõustata.
  _setEngineStatus(status) {
    if (status === "on" || status === "off") {
      this.#engineStatus = status;
      console.log(`${this.make} ${this.model} mootor pöördus olekusse ${status}.`);
    } else {
      console.log("Vale mootori olek.");
    }
  }

  // Avalik getter kiiruse jaoks
  getCurrentSpeed() {
    return this.#speed;
  }

  // Avalik getter mootori oleku jaoks
  getEngineStatus() {
    return this.#engineStatus;
  }
}

class Car extends Vehicle {
  constructor(make, model, numDoors) {
    super(make, model);
    this.numDoors = numDoors;
  }

  startEngine() {
    this._setEngineStatus("on"); // "Kaitstud" meetodi kasutamine
  }

  stopEngine() {
    // Saame ka kaudselt kiiruse 0-le seada või kiirenduse keelata
    // kaitstud meetodite abil, kui see on nii kavandatud.
    this._setEngineStatus("off");
    // Kui tahaksime mootori väljalülitamisel kiirust nullida:
    // this.accelerate(-this.getCurrentSpeed()); // See töötaks, kui accelerate käsitleb kiiruse vähendamist.
  }

  drive() {
    if (this.getEngineStatus() === "on") {
      console.log(`${this.make} ${this.model} sõidab.`);
      this.accelerate(50);
    } else {
      console.log(`${this.make} ${this.model} ei saa sõita, mootor on välja lülitatud.`);
    }
  }
}

const myCar = new Car("Ford", "Focus", 4);
myCar.drive(); // Väljund: Ford Focus ei saa sõita, mootor on välja lülitatud.

myCar.startEngine(); // Väljund: Ford Focus mootor käivitatud.
myCar.drive();     // Väljund: Ford Focus sõidab.
                   // Väljund: Ford Focus kiirendab. Praegune kiirus: 50 km/h

console.log(myCar.getCurrentSpeed()); // Väljund: 50

// Väliskood ei saa _setEngineStatus otse ilma peegelduseta või häkkimisteta kutsuda.
// Näiteks standardne JS privaatsete väljade süntaks seda ei luba.
// Siiski on '_' konventsioon puhtalt stiililine ja ei jõusta privaatsust.
// console.log(myCar._setEngineStatus("on"));

            

              
                Copy
              
            
          

Selles täpsemas näites:

• Vehicle klassil on privaatsed väljad #speed ja #engineStatus.
• See avaldab avalikke meetodeid, nagu accelerate ja getCurrentSpeed.
• Sellel on ka meetod _setEngineStatus. Alampunkt (_) on JavaScriptis tavaline konventsioon, mis tähistab meetodit või omadust, mis on mõeldud sisemiseks kasutamiseks või alamklassidele, toimides vihjena kaitstud juurdepääsule. See siiski ei jõusta privaatsust.
• Car klass saab kutsuda this._setEngineStatus() oma mootori oleku haldamiseks, pärides selle võime Vehicleilt.

See muster võimaldab alamklassidel suhelda ülemklassi sisemise olekuga kontrollitud viisil, ilma et need üksikasjad paljastataks ülejäänud rakendusele.

Kaalutlused globaalse arenduspubliku jaoks

Kui neid kontseptsioone globaalsele publikule arutame, on oluline tunnistada, et programmeerimisparadigmad ja konkreetsed keelfunktsioonid võivad olla erinevalt tajutud. Kuigi JavaScripti privaatsed väljad pakuvad tugevat kapseldamist, tähendab otsese protected võtmesõna puudumine, et arendajad peavad tuginema konventsioonidele ja mustritele.

Peamised globaalsed kaalutlused:

• Selgus konventsiooni üle: Kuigi allkriipsude konventsioon (_) kaitstud liikmete jaoks on laialt levinud, on oluline rõhutada, et seda keel ei jõusta. Arendajad peaksid oma kavatsusi selgelt dokumenteerima.
• Keelteülene mõistmine: Arendajad, kes liiguvad keeltest, millel on selged protected võtmesõnad (nagu Java, C#, C++), leiavad JavaScripti lähenemisviisi erinevaks. On kasulik tõmmata paralleele ja tõsta esile, kuidas JavaScript saavutab sarnaseid eesmärke oma unikaalsete mehhanismidega.
• Meeskonnasuhtlus: Globaalselt hajutatud meeskondades on selge suhtlus koodi struktuuri ja kavandatud juurdepääsutasemete kohta ülioluline. Privaatsete ja "kaitstud" liikmete dokumenteerimine aitab tagada, et kõik mõistavad disainipõhimõtteid.
• Tööriistad ja linterid: Tööriistad nagu ESLint saab konfigureerida nimede konventsioonide jõustamiseks ja isegi kapseldamise rikkumiste võimalike rikkumiste märkimiseks, aidates meeskondadel säilitada koodi kvaliteeti erinevates piirkondades ja ajavööndites.
• Toimivusest tulenevad tagajärjed: Kuigi enamiku kasutusjuhtumite puhul pole see suur mure, tasub märkida, et privaatsetele väljadele juurdepääs hõlmab otsingumehhanismi. Äärmiselt jõudluskriitiliste silmuste puhul võib see olla mikrooptimeerimise kaalutlus, kuid üldiselt kaaluvad kapseldamise eelised selliseid muresid üles.
• Brauseri ja Node.js tugi: Privaatsed klassiväljad on suhteliselt uus funktsioon (ES2022). Arendajad peaksid olema teadlikud oma sihtkeskkondadest ja kasutama transpilatsioonitööriistu (nagu Babel), kui nad peavad vanemaid JavaScripti tööaegu toetama. Node.js puhul on uusimad versioonid suurepärase toetusega.

Rahvusvahelised näited ja stsenaariumid:

Kujutage ette globaalset e-kaubanduse platvormi. Erinevatel piirkondadel võivad olla erinevad maksetöötlussüsteemid (alamklassid). Peamine PaymentProcessor (ülemklass) võib omada API võtmeid või tundlikke tehinguandmeid privaatsete väljade kaudu. Erinevate piirkondade alamklassid (nt EuPaymentProcessor, UsPaymentProcessor) päriksid avalikud meetodid maksete algatamiseks, kuid vajaksid kontrollitud juurdepääsu baasprotsessori teatud sisemistele olekutele. "Kaitstud"-sarnaste meetodite kasutamine (nt _authenticateGateway()) baasklassis võimaldaks alamklassidel autentimisvoogude korraldamist ilma tooreid API krediidiandmeid otseselt paljastamata.

Kaaluge logistikaettevõtet, kes haldab globaalseid tarneahelaid. Baasklassil Shipment võivad olla jälgimisnumbrite ja sisemiste olekukoodide jaoks privaatsed väljad. Piirkondlikud alamklassid, nagu InternationalShipment või DomesticShipment, võivad vajada oleku värskendamist piirkonnaspetsiifiliste sündmuste põhjal. Pakkudes baasklassis "kaitstud"-sarnast meetodit, nagu _updateInternalStatus(newStatus, reason), saavad alamklassid tagada, et olekuvärskendusi käsitletakse järjepidevalt ja need logitakse sisemiselt ilma privaatseid välju otseselt manipuleerimata.

Parimad tavad privaatsete väljade pärimiseks ja "kaitstud" juurdepääsuks

Privaatsete väljade pärimise tõhusaks haldamiseks ja "kaitstud" juurdepääsu simuleerimiseks oma JavaScripti projektides järgige järgmisi parimaid tavasid:

Üldised parimad tavad:

• Eelistage koostist pärimisele: Kuigi pärimine on võimas, hinnake alati, kas koostis võib viia paindlikuma ja vähem sidusa disainini.
• Hoidke privaatsed väljad tõeliselt privaatsena: Vastupandage kiusatusele paljastada privaatseid välju avalike getterite/setterite kaudu, välja arvatud juhul, kui see on rangelt vajalik konkreetse, selgelt määratletud eesmärgi jaoks.
• Kasutage alampunkt konventsiooni targalt: Kasutage alampunkt eesliidet (_) meetodite jaoks, mis on mõeldud alamklassidele, kuid dokumenteerige selle eesmärk ja tunnistage selle jõustamise puudumist.
• Paku selgeid avalikke API-sid: Kujundage oma klassid selge ja stabiilse avaliku liidesega. Kõik välised interaktsioonid peaksid toimuma nende avalike meetodite kaudu.
• Dokumenteerige oma disain: Eriti globaalsetes meeskondades on põhjalik dokumentatsioon, mis selgitab privaatsete väljade eesmärki ja seda, kuidas alamklassid peaksid klassiga suhtlema, hindamatu väärtusega.
• Testi põhjalikult: Kirjutage üksustestid, et kontrollida, kas privaatseid välju ei saa väliselt kasutada ja et alamklassid suhtlevad "kaitstud"-sarnaste meetoditega soovitud viisil.

"Kaitstud" liikmete jaoks:

• Meetodi eesmärk: Veenduge, et igal "kaitstud" meetodil ülemklassis oleks selge, ühene vastutus, mis on alamklasside jaoks tähendusrikas.
• Piiratud paljastamine: Paljastage ainult see, mis on rangelt vajalik alamklassidele nende laiendatud funktsionaalsuse täitmiseks.
• Vaikimisi muutumatud: Kui võimalik, kujundage kaitstud meetodeid tagastamaks uusi väärtusi või töötama muutumatute andmetega, selle asemel et otse jagatud olekut muuta, et vähendada kõrvalmõjusid.
• Kaaluge `Symbol` sisemiste omaduste jaoks: Sisemiste omaduste jaoks, mida te ei soovi peegeldustega kergesti avastatavana hoida (kuigi ikkagi mitte tõeliselt privaatsed), võib `Symbol` olla valik, kuid privaatsed väljad on üldiselt eelistatud tõelise privaatsuse jaoks.

Järeldus: Kaasaegse JavaScripti kasutamine töökindlate rakenduste jaoks

JavaScripti areng privaatsete klassiväljadega esindab märkimisväärset sammu töökindlama ja hooldatavama objektorienteeritud programmeerimise poole. Kuigi privaatseid välju ei pärita otseselt, pakuvad need võimast mehhanismi kapseldamiseks, mis läbimõeldud disainimustritega kombineerituna võimaldab "kaitstud" liikmete juurdepääsu simuleerida. See võimaldab globaalsetel arendajatel luua keerukaid süsteeme, millel on suurem kontroll sisemise oleku üle ja selgem murede eraldamine.

Mõistes privaatsete väljade pärimise nüansse ning "kaitstud" juurdepääsu haldamiseks hoolikalt konventsioonide ja mustrite kasutamist, saavad globaalsed arendusmeeskonnad kirjutada töökindlamaid, skaleeritavamaid ja arusaadavamaid JavaScripti koode. Kui alustate oma järgmist projekti, võtke omaks need kaasaegsed funktsioonid, et tõsta oma klasside disaini taset ja panustada struktureerituma ja hooldatavama koodibaasi loomisesse globaalsele kogukonnale.

Pidage meeles, et selge suhtlus, põhjalik dokumentatsioon ja nende kontseptsioonide sügav mõistmine on nende rakendamise võti, olenemata teie geograafilisest asukohast või meeskonna erinevast taustast.