Ukrywanie informacji

Część sekcji Programowanie obiektowe ścieżki C++ w Coddy. Lekcja 36 z 104.

Ukrywanie informacji wykracza poza samo używanie specyfikatorów dostępu. To zasada projektowania, zgodnie z którą ukrywasz nie tylko dane, ale także szczegóły implementacji dotyczące wewnętrznego działania klasy.

Celem jest udostępnienie tylko tego, co użytkownicy Twojej klasy muszą wiedzieć, i ukrycie wszystkiego innego. Dzięki temu możesz zmieniać wewnętrzną implementację bez wpływu na kod korzystający z Twojej klasy:

class Temperature {
    double kelvin;    // Reprezentacja wewnętrzna – ukryty szczegół
    
public:
    void setCelsius(double c) {
        kelvin = c + 273.15;    // Konwersja ukryta przed użytkownikiem
    }
    
    double getCelsius() const {
        return kelvin - 273.15;
    }
    
    double getFahrenheit() const {
        return (kelvin - 273.15) * 9.0/5.0 + 32;
    }
};

Użytkownicy tej klasy nie wiedzą (ani nie muszą wiedzieć), że temperatura jest wewnętrznie przechowywana w kelwinach. Jeśli później zdecydujesz się przechowywać ją w stopniach Celsjusza, zmienisz tylko prywatną implementację — publiczny interfejs pozostanie bez zmian.

To oddzielenie interfejsu od implementacji przynosi kilka korzyści: zmniejsza złożoność dla użytkowników Twojej klasy, zapobiega przypadkowemu niewłaściwemu użyciu danych wewnętrznych i ułatwia utrzymanie kodu. Gdy szczegóły wewnętrzne są ukryte, możesz swobodnie optymalizować lub refaktoryzować kod bez psucia istniejącego kodu, który zależy od Twojej klasy.

Wyzwanie

Łatwy

Zbudujmy klasę Distance, która demonstruje ukrywanie informacji, przechowując odległości wewnętrznie w centymetrach, a jednocześnie zapewniając przejrzysty interfejs do pracy z różnymi jednostkami. Użytkownicy Twojej klasy nie będą musieli wiedzieć (ani się tym przejmować), w jaki sposób odległość jest przechowywana wewnętrznie: będą po prostu korzystać z najwygodniejszej dla siebie jednostki.

Utworzysz dwa pliki, aby uporządkować swój kod:

Distance.h: Zdefiniuj klasę Distance, która ukrywa swoją wewnętrzną reprezentację, udostępniając jednocześnie elastyczny interfejs publiczny. Wewnątrz przechowuj odległość w centymetrach (jako double). To szczegół implementacji, który ma pozostać ukryty. Twój interfejs publiczny powinien umożliwiać użytkownikom:
- Ustawianie odległości za pomocą setMeters(double m), setCentimeters(double cm) lub setKilometers(double km)
- Pobieranie odległości za pomocą getMeters(), getCentimeters() lub getKilometers(): wszystkie te metody powinny być metodami const
- Dodawanie dwóch odległości za pomocą add(const Distance& other), która zwraca nowy obiekt Distance
Dodaj konstruktor domyślny, który inicjalizuje odległość wartością zero. Logika konwersji powinna być ukryta wewnątrz Twoich metod: użytkownicy po prostu wywołują setKilometers(5) i getMeters(), nie martwiąc się o wewnętrzny format przechowywania.
main.cpp: Zademonstruj, że użytkownicy mogą korzystać z Twojej klasy bez znajomości jej wewnętrznej reprezentacji. Odczytaj z wejścia dwie wartości odległości: pierwszą w metrach, drugą w kilometrach. Następnie:
- Utwórz obiekt Distance i ustaw jego wartość, korzystając z wartości w metrach
- Wypisz "In meters: <value> m"
- Wypisz "In centimeters: <value> cm"
- Wypisz "In kilometers: <value> km"
- Utwórz drugi obiekt Distance i ustaw jego wartość, korzystając z wartości w kilometrach
- Dodaj do siebie obie odległości i zapisz wynik
- Wypisz "Combined in meters: <value> m"

Zaletą ukrywania informacji jest to, że możesz później zmienić wewnętrzny sposób przechowywania odległości z centymetrów na milimetry (lub dowolną inną jednostkę), nie zmieniając sposobu, w jaki użytkownicy korzystają z Twojej klasy. Interfejs publiczny pozostaje stabilny, nawet jeśli implementacja ulegnie zmianie.

Formatuj wszystkie wartości wyjściowe z dwoma miejscami po przecinku, używając std::fixed i std::setprecision(2) z <iomanip>. Konwertuj ciągi wejściowe na wartości typu double za pomocą std::stod().

Przelicznik: 1 metr = 100 centymetrów, 1 kilometr = 1000 metrów.

Spróbuj swoich sił

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include "Distance.h"

using namespace std;

int main() {
    // Wczytaj wartości wejściowe
    string metersInput, kmInput;
    cin >> metersInput;  // Pierwsza wartość w metrach
    cin >> kmInput;      // Druga wartość w kilometrach
    
    // Przekonwertuj ciągi znaków na liczby typu double za pomocą std::stod()
    double metersValue = stod(metersInput);
    double kmValue = stod(kmInput);
    
    // Ustaw formatowanie wyjścia
    cout << fixed << setprecision(2);
    
    // TODO: Utwórz pierwszy obiekt Distance i ustaw jego wartość na podstawie wartości w metrach
    
    // TODO: Wypisz "In meters: <value> m"
    
    // TODO: Wypisz "In centimeters: <value> cm"
    
    // TODO: Wypisz "In kilometers: <value> km"
    
    // TODO: Utwórz drugi obiekt Distance i ustaw jego wartość na podstawie wartości w kilometrach
    
    // TODO: Dodaj do siebie obie odległości za pomocą metody add()
    
    // TODO: Wypisz "Combined in meters: <value> m"
    
    return 0;
}