面试题：TypeScript 封装原则下的访问修饰符使用优化

Question

假设你正在维护一个大型的 TypeScript 项目，部分类的属性和方法使用了 public 访问修饰符，现在需要遵循更好的封装原则对代码进行重构。请说明重构思路，如何恰当地将部分 public 成员转换为 private 或 protected，并确保外部接口的功能不受影响，同时描述在转换过程中可能遇到的问题及解决方案。

Answer 1

重构思路

1. 分析类的职责与交互：
   • 全面梳理每个类的功能以及与其他类之间的交互方式。明确哪些属性和方法是类内部使用，哪些是供外部调用的。
   • 例如，在一个用户管理类UserManager中，如果有一个属性userList用于存储用户信息，而它仅在类内部的方法如getUserById中使用，那么这个属性就不应该是public的。
2. 将合适的public成员转为private：
   • 对于仅在类内部使用的属性和方法，将其访问修饰符从public改为private。这样可以限制外部对这些成员的直接访问，增强封装性。
   • 比如在一个数据处理类DataProcessor中，有一个方法normalizeData用于内部数据格式的标准化，外部不需要直接调用，就可将其改为private。
3. 对于需要在子类中访问的成员转为protected：
   • 如果某些成员不仅在当前类内部使用，还需要在子类中访问，那么将其访问修饰符改为protected。
   • 例如，一个图形基类Shape有一个属性color，子类Circle和Rectangle可能需要访问和修改这个颜色属性，就可以将color设为protected。
4. 提供访问器和修改器（getter和setter）：
   • 对于改为private或protected的属性，如果外部需要获取或修改其值，提供相应的getter和setter方法。这些方法可以是public的，以确保外部接口的功能不受影响。
   • 如User类有一个private属性age，可以提供public getAge(): number { return this.age; }和public setAge(newAge: number): void { this.age = newAge; }方法。

可能遇到的问题及解决方案

1. 编译错误：
   • 问题：当将public成员改为private或protected后，在原来直接访问这些成员的外部代码处会出现编译错误。
   • 解决方案：通过修改外部代码，使用提供的getter和setter方法来访问和修改属性，或者如果是方法，通过类的其他公开方法间接调用这些已修改访问修饰符的方法。
2. 依赖问题：
   • 问题：其他类可能过度依赖这些原本public的成员，改变访问修饰符后可能破坏依赖关系。
   • 解决方案：分析依赖关系，重构依赖的类，使其依赖于公开的接口（如getter和setter方法或其他公开方法），而不是直接依赖于内部成员。
3. 测试问题：
   • 问题：修改访问修饰符后，一些单元测试可能无法直接访问被测试类的某些成员，导致测试失败。
   • 解决方案：调整测试策略，使用类的公开接口来测试功能，而不是直接访问内部成员。如果确实需要访问内部状态进行测试，可以考虑使用反射机制（在TypeScript中可以借助第三方库实现有限的反射功能），但要谨慎使用，因为这可能破坏封装性。