de:modul:m320_2024:learningunits:lu02:datahiding

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 +====== LU02b - Konzept des data hiding ======
  
 +<WRAP center round tip 60%>
 +Unter **data hiding** (Datenkapselung) versteht man den Zugriff auf die Attribute eines Objektes nur mittels Methoden und nie im Direktzugriff [[https://de.wikipedia.org/wiki/Datenkapselung_(Programmierung)]].
 +</WRAP>
 +
 +Im UML-Diagramm werden daher die Attribute mit dem Modifikator <<**private**>>, hier ein **-** Zeichen versehen.
 +
 +{{modul:archiv:m320:learningunits:lu01:theorie:klassendiagramm_-_modifikator_private.png?100|}}
 +
 +//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
 +<code Python>
 +some_door = Door()
 +some_door.door_is_open = True
 +</code>
 +
 +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.
 +
 +
 +<code Python>
 +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()
 +</code>
 +
 +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
 +<code Python>
 +some_door.lock_the_door()
 +</code>
 +
 +===== data hiding bei Python =====
 +==== Attribute ====
 +
 +Attribute die im Klassendiagramm als ''private'' deklariert sind, müssen in Python im Konstruktor initialisiert werden. 
 +Dies erfolgt durch folgende Schreibweise
 +<code Python>
 +self._attributname = initial_wert
 +</code>
 +
 +<WRAP center round info 60%>
 +Im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen gibt es in Python keine echten **private** Attribute.
 +Mit der Schreibweise ''_attributname'' zeigen wir an, dass dieses Attribut nicht von ausserhalb der Klasse manipuliert werden soll.
 +Es wird aber nicht durch den Python-Interpreter verhindert, dass trotzdem auf solche Attribute zugegriffen wird.
 +</WRAP>
 +
 +==== Property und Setter ====
 +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''.
 +
 +<code python [enable_line_numbers="true"]>
 +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}')
 +</code>
 +
 +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.
 +
 +----
 +[[https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/|{{https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png}}]] René Probst, bearbeitet durch Marcel Suter