封裝 (物件導向程式設計)

在物件導向程式設計方法中，封裝（英語：Encapsulation）是指，一種將抽象性函式介面的實作細節部份包裝、隱藏起來的方法。同時，它也是一種防止外界呼叫端，去存取物件內部實作細節的手段，這個手段是由程式語言本身來提供的。封裝被視為是物件導向的四項原則之一。

封裝，一種將抽象性函式介面的實作細節部份包裝、隱藏起來的方法

適當的封裝，可以將物件使用介面的程式實作部份隱藏起來，不讓使用者看到，同時確保使用者無法任意更改物件內部的重要資料，若想接觸資料只能通過公開接入方法（Publicly accessible methods）的方式（ 如："getters" 和"setters"）。它可以讓程式碼更容易理解與維護，也加強了程式碼的安全性。

解釋

在物件導向的語言裡，封裝往往指以下兩個相關聯但是獨立的概念，有時候這兩者是存在因果關係。

1. 一種程式語言的機制，限制直接訪問某些對象的部件。
2. 一種程式語言的結構體，其將資料和操作該資料的方法綁在一起，提供了便利性。

一些程式語言的研究者和學者將定義①或者定義①+②作為辨認一門語言是否為物件導向語言的標準之一。一些程式語言提供了閉包作為封裝，但是這種功能不屬於物件導向的範疇。

在許多程式語言里，組件並不會自動隱藏並且能夠被重寫，因此，一些傾向於定義②的人會將資訊隱藏（information hiding）作為一個單獨的定義③列舉出來。

在使用類的大多物件導向的程式語言中，雖然封裝是被支援的，但是仍有其他替代品可以選擇。

封裝和繼承

《Design Patterns》的作者們曾經大篇幅地討論封裝和繼承的矛盾。根據他們自身的經驗，設計師們濫用繼承。他們認為繼承將破壞封裝，考慮父類別的實現細節將暴露給子類。

父類別的內部實現對於子類來說是不透明的（實現一個子類時， 你需要了解父類別的實現細節， 以此決定是否需要重寫某個方法）。同時，一旦父類別被修改，因為子類依賴著父類別，所以子類的實現也需要被重新審視。

資訊隱藏

封裝可以隱藏成員變數以及成員函式，對象的內部實現通常被隱藏，並用定義代替。舉個例子，僅僅對象自身的方法能夠直接接觸或者操作這些成員變數。隱藏對象內部資訊能供保證一致性：當使用者擅自修改內部部件的資料，這可能造成內部狀態不一致或者不可用；隱藏對象內部資訊能阻止這種後果。一個眾所周知的好處是，降低系統的複雜度和提高健壯性。

大多數語言（如：C++、C#、 Delphi、Java）通過設定等級去控制內部資訊隱藏，經典的是通過保留字 public 暴露資訊和 private隱藏資訊。一些語言（如： Smalltalk 和 Ruby ）只允許對象去訪問隱藏資訊。

通常，也是存在方法去暴露隱藏資訊，如通過反射(Ruby、Java、C#、etc.)或名字修飾(Python)。

程式範例

保留字

C#範例

這是一段C#代碼，演示了如何使用private關鍵字限制變數的訪問：

namespace Encapsulation 
{
	class Program 
	{
		public class Account 
		{
			private decimal accountBalance = 500.00m;

			public decimal CheckBalance() 
			{
				return accountBalance;
			}
		}

		static void Main() 
		{
			Account myAccount = new Account();
			decimal myBalance = myAccount.CheckBalance();

			/* Main方法能够通过public的“CheckBalance”方法确认账户余额，但是不能更改它 */
		}
	}
}

JAVA範例

下面是Java的演示程式:

public class Employee {
    private BigDecimal salary = new BigDecimal(50000.00);
    
    public BigDecimal getSalary() {
        return salary;
    }

    public static void main() {
        Employee e = new Employee();
        BigDecimal sal = e.getSalary();
    }
}

名字修飾（Name mangling）

下面是Python的要給實例，Python並不支援隱藏變數。然而約定俗成，_var 形式的變數被認為是私有變數。

class Car: 
    def __init__(self):
        self._maxspeed = 200
 
    def drive(self):
        print(f'maximum speed is {self._maxspeed}')
 
redcar = Car()
redcar.drive()  # 打印 'maximum speed is 200'

redcar._maxspeed = 10
redcar.drive()  # 打印 'maximum speed is 10'