Raphael da Silva

O encapsulamento é um conceito fundamental dentro da orientação a objetos, através dele objetos definem o que poderá ser acessado de dentro deles. Encapsular partes do código de um objeto é uma parte importante do paradigma, uma parte conceitual que deve ser protegida como se estivesse dentro de uma capsula…

Encapsulando e protegendo

O encapsulamento consiste em proteger e evitar a exposição dos detalhes de implementação de um objeto dentro de um software, exemplificando com uma analogia, seria como se esses detalhes estivessem dentro de uma “capsula” sendo protegidos e não sendo expostos ao mundo exterior.

Não sei se essa analogia é conhecida, mas a palavra encapsulamento remete a capsula, logo se acaba chegando nisso. Tanto que a palavra na língua portuguesa remete a isso, segue as definições de encapsular de acordo com o site www.dicio.com.br:

Circundar, rodear de uma cápsula.

Incluir ou proteger alguma coisa em uma cápsula.

Rodear a si mesmo com uma cápsula.

O vocabulário e a linguagem (além da linguagem de programação) é algo que sempre busquei deixar bem nítido, logo remeter a palavra fora da programação é uma forma de trazer isso para a didática. Como é possível ver na definição do dicionário, encapsular remete a ideia de proteger e enconder as coisas dentro de algo. Esconder é uma palavra-chave aqui, pois algo escondido está oculto.

Encapsulamento pode ser definido como esconder os dados internos e os detalhes de implementação em um objeto. O único modo de acesso aos dados de um objeto encapsulado é o uso de suas operações definidas. Usando o encapsulamento, você está forçando a ocultação de informação. (HERMES; DIAZ, 2008, p.26, tradução nossa)

Com o uso do encapsulamento os objetos clientes não podem modificar detalhes que são essenciais para o funcionamento do objeto que os objetos clientes estão requisitando, isso evita efeitos colateriais indesejados e faz com que o estado dos objetos seja mais consistente, já que os dados essenciais para o funcionamento do objeto não podem ser modificados diretamente porquem consome eles externamente.

Um objeto encapsulado só expõe suas operações, protegendo seus dados e detalhes internos das operações. É uma forma de ter uma proteção, é uma capsula que encapsula o que é a parte interna de um objeto e, com isso, esconde/oculta esse lado interno. Isso leva até a ocultação de informação.

Ocultação de informação (aka Information Hiding)

Ocultação de informação (Information Hiding) é um dos princípios essenciais da orientação a objetos, o seu objetivo é isolar os objetos de detalhes internos e dos efeitos que mudanças internas podem gerar fora do objeto (tendo objetos mais isolados dentro de um software).

O propósito desse princípio é não revelar como um objeto faz algo, ou seja, detalhes de implementação não devem ser expostos na comunicação entre objetos, pois os objetos devem expor apenas o que fazem, mas não os detalhes do que fazem. Isso é o que esse principio trata em essência.

Encapsulamento + Ocultação de informação

O princípio de ocultação de informação está bastante ligado ao conceito de encapsulamento, pois através do encapsulamento é possível evitar a exposição e o acesso de detalhes de um objeto e, consequentemente, fazer com esses detalhes sejam ocultados. Esse fator faz com que o encapsulamento esteja bastante ligado ao princípio de ocultação de informação.

Como o encapsulamento é relacionado com a ocultação de informação? Você pode pensar como dois caminhos que se referem a mesma ideia. Ocultação de informação é o objetivo, e o encapsulamento é a técnica que você usa para chegar nesse objetivo. (HERMES; DIAZ, 2008, p.26, tradução nossa)

É importante salientar que conceitualmente o encapsulamento não é o mesmo que a ocultação de informação, mas o ato de encapsular faz com que as informações sejam ocultadas, dessa forma o encapsulamento pode ser visto como um caminho para a ocultação de informação.

O isolamento e a proteção que o encapsulamento promove faz com que as informações sobre os detalhes de implementação de um objeto sejam ocultadas. Ou seja, o encapsulamento é uma ferramenta para colocar em prática a ocultação de informação, assim como a citação anterior explicou.

Vocabulário: o uso do termo encapsulamento (e seus vários aspectos)

Além do encapsulamento ser o ato de restringir o acesso aos detalhes de implementação de um objeto para evitar o acoplamento com esses detalhes, esse termo também é utilizado para designar o ato de adicionar um trecho de código dentro de um componente próprio “encapsulando” esse código em outra parte do software.

O papel do encapsulamento também pode ser explicado com algumas palavras-chave que passam a ideia dos objetivos de se encapsular um código. Entre essas palavras estão:

Ocultação: a aplicação do encapsulamento evita a exposição de detalhes de implementação servindo para ocultar partes internas e, com isso, alcançar o princípio de ocultação de informação (information hiding).

Restrição: um objeto encapsulado restringe o acesso aos seus dados e, consequentemente, evita que outros objetos trabalhem acoplados com esses dados. A restrição serve para evitar o acesso a detalhes que não devem ser expostos, essa restrição é feita através dos modificadores de acesso.

União: encapsular algo une funcionalidades e dados em lugar específico sem expor seus detalhes. De novo, é utilizada a ideia de “capsula”. Aplicar o encapsulamento possibilita a criação de uma unidade que representa uma parte do software. Um objeto faz a união de dados e operações dentre de sua estrutura, servindo como um pacote ou capsula para isso.

Fechamento: encapsular fecha o acesso aos detalhes internos do objeto, é uma forma de ninguém acessar a “capsula”. É um fechamento de escopo que pode se dar através dos modificadores de acesso em linguagem com suporte a isso, ou com IIFEs no Javascript para fechar o acesso global ao código encapsulando e fechando ele dentro da IIFE.

Os modificadores de acesso existentes

Modificadores de acesso são recursos existentes nas linguagens de programação que tem como objetivo definir a visibilidade de métodos, atributos e constantes de classes. Geralmente, as linguagens trazem os seguintes níveis de visibilidade:

• Private (Privado);
• Protected (Protegido);
• Internal (Interno);
• Public (público);

No PHP não existe (pelo menos ainda) a visibilidade internal, além disso, a possibilidade de definir a visibilidade em constantes só foi adicionada a partir da versão 7.1 da linguagem.

Um caminho para encapsular

Muitas vezes o encapsulamento é mostrado como sinônimo de modificadores de acesso e visibilidade, mas, na verdade, os modificadores de acesso são ferramentas utilizadas para encapsular estes detalhes, mas não são a garantia de que estes detalhes serão escondidos.

Assim como classes abstratas e interfaces são recursos usados para abstrair, os modificadores de acesso são recursos usados para encapsular, mas não significa que eles são uma garantia, para isso é preciso usá-los de forma efetiva.

Um exemplo que mostra como os modificadores de acesso não garantem o encapsulamento são o uso de setters de atributo, onde o objeto cliente está modificando e acessando detalhes do objeto que ele utiliza, nesse caso o setter viola a proteção que o atributo privado deveria prover, já que seu uso acaba dando acesso (e, consequentemente expondo) a uma propriedade que em teoria foi “encapsulada” para não ser exposta, mas que indiretamente foi exposta ao poder ser acessada via o setter (que acaba dando uma acesso indireto, mas que cria a ilusão de encapsulamento por conta por acesso não ser direto a propriedade).

Os modificadores de acesso não são obrigatórios e também não são a garantia para se alcançar o encapsulamento, pois esse conceito também pode ser aplicado em linguagens que não possuem esses recursos nativamente, como no caso do Javascript que por muito tempo emulou o controle de visibilidade e fechamento de escopo com características da linguagem como a IIFE (Immediately Invoked Function Expression).

Usando métodos privados para encapsular detalhes

Métodos privados são úteis para manter o encapsulamento dentro do software, pois a restrição de um método que diz respeito só ao próprio objeto ao qual ele pertence, faz com que os clientes desse objeto não utilizem o método e, consequentemente, ele fica fechado e escondido/ocultado.

Restringir o acesso aos detalhes com os métodos privados evita que os clientes conheçam partes de um objeto que não devem ser acessadas/utilizadas por eles, mantendo assim essas partes encapsuladas.

No exemplo a seguir, o método checarFormatoDoArquivo está privado para evitar a exposição de uma parte do código que não é pertinente fora da classe LeitorDeArquivoJSON, ou seja, restringir o acesso desse método é uma maneira de ocultar esse tipo de detalhe específico para outros objetos externos.

<?php

/**
 * 
 * Interface que auxilia no exemplo de ocultação e encapsulamento
 * @author Raphael da Silva
 *
 */
interface LeitorDeArquivo
{

    public function ler(): array;

}

/**
 *
 * Exemplo de método encapsulado e ocultado.
 * @author Raphael da Silva
 *
 */
class LeitorDeArquivoJSON implements LeitorDeArquivo
{

    private $arquivo;

    public function __construct(string $arquivo)
    {

        $this->arquivo = $arquivo;

    }

    private function checarExtensaoJsonDeArquivo(): void
    {

        if(pathinfo($this->arquivo, PATHINFO_EXTENSION) !== 'json'){
            throw new Exception('Formato inválido.');
        }

    }

    private function lerConteudoJson(): array
    {

        $conteudoJson = file_get_contents($this->arquivo);
        $conteudoJson = json_decode($conteudoJson, true);
        
        return $conteudoJson;

    }

    public function ler(): array
    {

        $this->checarExtensaoJsonDeArquivo();
        return $this->lerConteudoJson();

    }

}

Expor como público o método checarExtensaoJsonDeArquivo não faria sentido, já que ele faz algo relacionado com o tipo de arquivo específico que a classe manipula, que nesse caso é JSON. Logo, essa operação faz parte do funcionamento interno da classe em questão por lidar com um formato específico de arquivo.

Já que o método foca em um detalhe interno de implementação, expor ele é expor algo que é pertinente somente a classe LeitorDeArquivoJSON, logo, isso acaba quebrando o encapsulamento por conta dessa exposição indevida. O mesmo vale para o método lerConteudoJson que iria acabar expondo que a implementação trabalha com um formato JSON.

Outra desvatagem é que expor como publico o método checarExtensaoJsonDeArquivo acabaria fazendo com que os objetos de fora (fora da capsula) fossem responsáveis por requisitar a verificação do formato, o que adicionária uma responsabilidade extra nos objetos que estariam trocando mensagem com os objetos dessa classe LeitorDeArquivoJSON.

Expondo só a abstração

A classe em questão tem que expor como público só o método da interface que ela implementa (que é o método ler), já que ali nada de específico (leia-se os detalhes de implementação) é revelado e, portanto, nenhum acesso a partes internas específicas do funcionamento da classe é dado para fora do escopo dela, o que mantém tudo encapsulado.

Um último adendo é que, além de respeitar o encapsulamento, o uso de métodos privados também possibilita a separação das responsabilidades de um objeto em métodos pequenos (granulares) que juntos compõem uma tarefa mais complexa. Essa separação em partes menores foi abordada nessa postagem.

Referências

• HARMES, Ross; DIAZ, Dustin. Pro Javascript Design Patterns. Edição 1. USA: Apress, 2008.
• Significado da palavra encapsulamento no site dicio.com.br
• https://en.wikipedia.org/wiki/Information_hiding