Apa Itu Enkapsulasi?

Misalkan sebuah aplikasi perbankan menyimpan saldo setiap rekening di variabel biasa. Baris mana pun di program itu bisa menulis account.balance = -500, dan tidak ada yang mencegahnya. Saat saldo negatif muncul di production, kamu harus mencari di seluruh codebase setiap tempat yang pernah menyentuhnya. Enkapsulasi memperbaiki ini: saldo hanya bisa berubah lewat beberapa method, dan method-method itu menegakkan aturannya, misalnya bahwa penarikan tidak boleh melebihi saldo.

Cara kerja enkapsulasi

Enkapsulasi menggabungkan dua ide:

1. Penyatuan. Data (saldo) dan kode yang mengolahnya (deposit, withdraw) berada di class yang sama.
2. Penyembunyian. Kode lain hanya melihat interface publik class itu. Data di baliknya bersifat internal, jadi hanya bisa berubah dengan cara yang diizinkan class tersebut.

Aturan yang dilindungi class disebut invariant: di sini, "saldo tidak pernah negatif". Karena setiap perubahan melewati method-method class itu, invariant-nya tetap terjaga apa pun yang dilakukan bagian program lainnya.

class BankAccount:
    def __init__(self):
        self._balance = 0  # internal: change it only through the methods

    @property
    def balance(self):     # read-only from outside
        return self._balance

    def deposit(self, amount):
        self._balance += amount

    def withdraw(self, amount):
        if amount > self._balance:
            raise ValueError("not enough money")
        self._balance -= amount

acct = BankAccount()
acct.deposit(100)
acct.withdraw(30)
print(acct.balance)
try:
    acct.withdraw(500)
except ValueError as err:
    print("refused:", err)

70
refused: not enough money

Kode di luar bisa membaca acct.balance, tetapi property itu tidak punya setter, jadi acct.balance = 1000 memunculkan AttributeError. Kalau saldonya suatu saat salah, hanya ada dua method yang perlu diperiksa.

Enkapsulasi di Python

Python tidak punya kata kunci private. Python mengandalkan konvensi penamaan yang diketahui setiap programmer Python:

• name: publik, bagian dari interface.
• _name: internal. Tidak ada yang mencegahmu membacanya, tetapi garis bawah di depannya berarti "jangan bergantung pada ini".
• __name: Python mengganti namanya di dalam class (name mangling), supaya subclass tidak menimpanya secara tidak sengaja.
• @property: mengubah sebuah method menjadi sesuatu yang terbaca seperti atribut, sehingga kamu bisa menambahkan pemeriksaan belakangan tanpa mengubah kode pemanggil mana pun.

class Counter:
    def __init__(self):
        self._count = 0      # one underscore: "internal, please don't touch"
        self.__secret = 42   # two underscores: the name gets mangled

c = Counter()
print(c._count)                   # still readable: it is only a convention
print(hasattr(c, "__secret"))     # the plain name does not exist
print(c._Counter__secret)         # Python renamed it to _Counter__secret

0
False
42

Name mangling mencegah ketidaksengajaan, bukan akses: nama yang sudah diubah itu tetap bisa dipakai. Python memercayai programmer untuk menghormati garis bawah itu. Dalam praktiknya, sebagian besar kode Python memakai satu garis bawah ditambah @property, dan menyimpan dua garis bawah untuk class yang memang dimaksudkan untuk dijadikan subclass. Penjelasan lebih lanjut tentang menulis class ada di dokumentasi class Python.

Enkapsulasi di Java, C++, dan JavaScript

Bahasa lain memaksakan penyembunyiannya. Di Java, field private hanya bisa dipakai di dalam class-nya sendiri:

public class BankAccount {
    private int balance;  // hidden from every other class

    public int getBalance() { return balance; }

    public void withdraw(int amount) {
        if (amount > balance) throw new IllegalArgumentException("not enough money");
        balance -= amount;
    }
}

Menulis account.balance = 1000; di class lain tidak bisa di-compile: javac melaporkan balance has private access in BankAccount.

C++ membuat anggota class bersifat private secara default dan anggota struct bersifat public. Field private # di JavaScript, yang ditambahkan di ES2022, sama sekali tidak bisa dibaca dari luar class. Dokumentasi membahas masing-masing: access modifier Java, access specifier C++, dan private field JavaScript.

Kenapa enkapsulasi penting

• Aturan berada di satu tempat. Pemeriksaan "tidak ada penarikan di atas saldo" ditulis sekali saja, di dalam withdraw, bukan sebelum setiap penarikan di seluruh program.
• Bagian dalamnya bisa kamu ubah dengan bebas. Kalau kamu memutuskan untuk menyimpan uang sebagai sen utuh, bukan float, hanya class itu yang berubah. Kode yang memanggil deposit(100) tetap berjalan.
• Debugging lebih mudah. Saat sebuah nilai salah, tersangkanya adalah beberapa method yang boleh mengubahnya, bukan setiap baris di program.
• Lebih sedikit yang harus dipelajari dan diuji. Class dengan tiga method publik bisa dipahami dan diuji lewat ketiga method itu.

Enkapsulasi juga berlaku di atas tingkat class. Modul yang menampilkan dua fungsi dan menyimpan sepuluh fungsi pembantu secara internal juga terenkapsulasi dengan cara yang sama, begitu juga sistem operasi yang membiarkan program membuka file hanya lewat system call.

Enkapsulasi sering tertukar dengan abstraksi. Abstraksi menentukan apa yang ditawarkan interface; enkapsulasi melindungi data di baliknya. Halaman abstraksi punya perbandingan lengkapnya secara berdampingan. Bersama polimorfisme dan inheritance, keduanya adalah empat pilar pemrograman berorientasi objek.

Kesalahan yang umum

• Getter dan setter untuk setiap field. setBalance yang menerima angka apa pun tidak melindungi apa-apa. Tawarkan operasi yang dibutuhkan objeknya (withdraw), bukan akses mentah ke setiap field.
• Mengembalikan objek internal. Method yang mengembalikan self._items menyerahkan list aslinya kepada pemanggil, yang sekarang bisa mengubahnya. Kembalikan salinan atau tuple saja.
• Menganggap private sebagai keamanan. Access modifier mencegah kesalahan, bukan serangan. Kode Java bisa membaca field private lewat reflection, dan kode Python bisa membaca _name secara langsung. Password dan key butuh perlindungan sungguhan, seperti hashing dan enkripsi.

Lanjut ke mana

Baca abstraksi berikutnya, yang membahas perbedaan kedua ide ini, lalu polimorfisme. Kursus Python membangun class langkah demi langkah, dan kursus Java menunjukkan enkapsulasi yang ditegakkan oleh compiler.