Геттеры и сеттеры

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по C++ на Coddy — урок 28 из 104.

Когда члены класса являются приватными, внешний код не может получить к ним прямой доступ. Геттеры и сеттеры — это публичные методы, обеспечивающие контролируемый доступ к этим приватным членам: геттеры возвращают значения, а сеттеры их изменяют.

class Temperature {
    double celsius;    // Приватное поле - нельзя получить доступ напрямую
    
public:
    // Геттер - возвращает значение
    double getCelsius() const {
        return celsius;
    }
    
    // Сеттер - изменяет значение с проверкой
    void setCelsius(double value) {
        if (value >= -273.15) {    // Проверка на абсолютный ноль
            celsius = value;
        }
    }
};

Настоящая сила сеттеров заключается в валидации.

Вместо того чтобы разрешать присваивание любого значения, вы можете устанавливать правила. В примере выше значения температуры ниже абсолютного нуля отклоняются. Без сеттера любой мог бы напрямую присвоить некорректные данные.

Геттеры также могут преобразовывать данные перед их возвратом:

class Temperature {
    double celsius;
public:
    double getCelsius() const { return celsius; }
    
    // Вычисляемый геттер — не хранит значение в фаренгейтах, а вычисляет его
    double getFahrenheit() const {
        return celsius * 9.0 / 5.0 + 32.0;
    }
    
    void setCelsius(double value) { celsius = value; }
};

Обратите внимание на ключевое слово const в геттерах — это указывает на то, что они не изменяют объект. Сеттеры не могут быть const, так как их цель — изменять значения членов класса. Этот паттерн использования геттеров и сеттеров является основополагающим для инкапсуляции, предоставляя вам полный контроль над тем, как осуществляется доступ к данным вашего класса и их изменение.

Задание

Легко

Давайте создадим систему профилей игроков, которая демонстрирует, как геттеры и сеттеры обеспечивают контролируемый доступ к приватным данным, включая валидацию и вычисляемые свойства.

Вы создадите два файла для организации вашего кода:

Player.h: Определите класс Player, который управляет профилем игрового персонажа с защищенным доступом к данным. Ваш класс должен иметь:
- Приватные члены: name (string), level (int) и experience (int)
- Конструктор, который принимает имя и инициализирует level значением 1, а experience значением 0
- Геттер getName(), который возвращает имя игрока
- Геттер getLevel(), который возвращает текущий уровень
- Геттер getExperience(), который возвращает текущие очки опыта
- Сеттер setName(), который принимает только имена длиной не менее 3 символов — если имя невалидно, оставьте текущее имя без изменений
- Сеттер addExperience(int points), который принимает только положительные значения. Когда опыт достигает или превышает 100, уровень игрока повышается: увеличьте уровень на 1 и вычтите 100 из опыта. Это может произойти несколько раз, если добавлено достаточно опыта.
- Вычисляемый геттер getExperienceToNextLevel(), который возвращает количество очков опыта, необходимых для достижения следующего уровня (всегда 100 - current experience)
Пометьте все геттеры как const, так как они не изменяют объект.
main.cpp: Продемонстрируйте работу ваших геттеров и сеттеров. Считайте имя игрока и очки опыта для добавления из входных данных (каждое на отдельной строке), затем:
- Создайте объект Player с введенным именем
- Выведите "Player: <name>, Level: <level>, XP: <experience>"
- Добавьте введенные очки опыта с помощью addExperience()
- Снова выведите ту же строку состояния, чтобы показать обновленное состояние
- Выведите "XP to next level: <amount>"
- Попробуйте изменить имя на "Al" (валидация должна не пройти)
- Выведите "Name after invalid change: <name>"
- Измените имя на "Champion" (должно пройти успешно)
- Выведите "Name after valid change: <name>"

Ввод опыта будет предоставлен в виде строки, которую вам нужно будет преобразовать в целое число. Подключите ваш заголовочный файл в main.cpp с помощью #include "Player.h".

Шпаргалка

Геттеры и сеттеры — это публичные методы, которые обеспечивают контролируемый доступ к приватным членам класса.

Базовый паттерн геттера и сеттера:

class Temperature {
    double celsius;    // Приватный член
    
public:
    // Геттер - возвращает значение (помечен как const)
    double getCelsius() const {
        return celsius;
    }
    
    // Сеттер - изменяет значение
    void setCelsius(double value) {
        celsius = value;
    }
};

Сеттеры с валидацией:

void setCelsius(double value) {
    if (value >= -273.15) {    // Валидация перед установкой
        celsius = value;
    }
}

Вычисляемые геттеры:

// Возвращает вычисленное значение без его сохранения
double getFahrenheit() const {
    return celsius * 9.0 / 5.0 + 32.0;
}

Ключевые моменты:

Геттеры должны быть помечены как const, так как они не изменяют объект
Сеттеры не могут быть const, так как они изменяют значения членов
Сеттеры позволяют выполнять валидацию для предотвращения некорректных данных
Геттеры могут преобразовывать или вычислять значения перед их возвратом

Попробуйте сами

#include <iostream>
#include <string>
#include "Player.h"

using namespace std;

int main() {
    // Считать имя игрока
    string playerName;
    getline(cin, playerName);

    // Считать очки опыта для добавления (как строку, преобразовать в int)
    string expString;
    getline(cin, expString);
    int expToAdd = stoi(expString);

    // TODO: Создать объект Player с введенным именем

    // TODO: Вывести начальный статус: "Player: <name>, Level: <level>, XP: <experience>"

    // TODO: Добавить введенные очки опыта, используя addExperience()

    // TODO: Вывести обновленную строку статуса

    // TODO: Вывести "XP to next level: <amount>"

    // TODO: Попробовать изменить имя на "Al" (валидация должна не пройти)

    // TODO: Вывести "Name after invalid change: <name>"

    // TODO: Изменить имя на "Champion" (должно пройти успешно)

    // TODO: Вывести "Name after valid change: <name>"

    return 0;
}