LU02b - Konzept des data hiding

Im UML-Diagramm werden daher die Attribute mit dem Modifikator «private», hier ein - Zeichen versehen.

Abb. private-Modifikator in UML

Was bedeutet nun aber data hiding praktisch betrachtet?

Wir nehmen hier wieder unser Beispiel der Türe. Gemäss UML-Diagramm sind alle Attribute private deklariert. Ein Zugriff in der Art

some_door = Door()
some_door.door_is_open = True

ist somit nicht erlaubt. Wäre dem nicht so, könnte z.B. auch im Zustand verriegelt die Türe geöffnet werden, was aber gar nicht geht. Viel mehr wird in der Methode lock_the_door sichergestellt, dass eben die Bedingungen gemäss Zustandsdiagramm eingehalten werden.

def lock_the_door(self):
    """
    Methode für das verriegeln der Türe.
    Das ist nur möglich, wenn die Türe nicht offen ist.
    Für das verriegeln ist aber das Türschloss zuständig. Es weiss wie das geht.
    """
    if self._door_is_open == False:
       self._door_is_locked = self._the_door_lock.lock()

Der Benutzer der Klasse Door ist also vollständig von der Art der Implementation befreit und muss sich um keinerlei Zusicherungen kümmern. Es genügt, wenn er die passenden Methode aufruft. Hier also

some_door.lock_the_door()

Attribute die im Klassendiagramm als private deklariert sind, müssen in Python im Konstruktor initialisiert werden. Dies erfolgt durch folgende Schreibweise

self._attributname = initial_wert

Durch den Einsatz von @property und @ATTRIBUT.setter können wir das Prinzip des Data Hidings unterstützen. Als Beispiel betrachten wir das Attribut color der Klasse Door.

class Door:
    def __init__(self, ref2door_lock, base_color):
        self.color = base_color
 
    @property
    def color(self):
        """
        getter-Methode für die Eigenschaft color
        :return: die Farbe des Objekts
        """
        return self._color
 
    @color.setter
    def color(self, new_color):
        """
        setter-Methode für die Eigenschaft color
        :param new_color:
        """
        self._color = new_color
 
if __name__ == '__main__':
    some_door = Door(None, 'blue')
    print(f'The color is {some_door.color}')
    some_door.color = 'red'
    print(f'The color is {some_door.color}')

Auf den ersten Blick scheint es, als würde das Programm in Zeile 24 direkt auf das Attribut color zugreifen. Tatsächlich erkennt Python die Decorators @property und @color.setter und leitet die Zugriffe auf die entsprechenden Methoden um.

Zunächst mal sollten alle Attribute als private betrachtet werden. Soll ein fremdes Objekt Lese- oder Schreibzugriff auf ein Attribut erhalten, schreiben wir eine entsprechende Property (Lesen) und/oder Setter (Schreiben).

Beim Entwerfen einer Klasse stelle ich mir ein paar Fragen:

• Dürfen fremde Objekte den Wert dieses Attributs lesen? ⇒ Ich erstelle eine Property.
• Dürfen fremde Objekte den Wert dieses Attributs verändern? ⇒ Ich erstelle einen Setter.

Wenn ich in einem Programm auf ein Objekt zugreife, studiere ich zunächst mal seine Attribute und Methoden. Dabei achte ich auf einige Punkte:

1. Der Bezeichner des Attributs beginnt mit einem _ ⇒ Dies zeigt mir, dass ich nicht direkt auf das Attribut zugreifen soll.
   Das ist beim Data Hiding der Normalfall.
2. Es gibt keine Property ⇒ Die Klasse möchte nicht, dass ich dieses Attribut lese.
3. Es gibt keinen Setter ⇒ Ich soll das Attribut nicht direkt verändern.

Bei Python sind das einfach Empfehlungen. Wenn ich dies ignoriere, liegt das Risiko bei mir.

René Probst, bearbeitet durch Marcel Suter