Поле класса

Поле класса (переменная-член, data member, class field, instance variable) в объектно-ориентированном программировании — переменная, связанная с классом или объектом. Все данные объекта хранятся в его полях. Доступ к полям осуществляется по их имени. Обычно тип данных каждого поля задаётся в описании класса, членом которого является поле.

Поля структур

Структурные типы, поддерживаемые большинством языков программирования (называемые структурами (structure) в Си, записями (record) в Паскале и т.д.), являются частным случаем классов — а именно, классами из одних только полей. Вся информация, относящаяся к полям классов, в равной степени относится и к структурным типам.

Статические поля

Обычно каждому объекту соответствуют собственные значения всех его полей. Также к полям класса относят статические поля (static data members, static class fields, class variables) — поля, общие для всех объектов класса.

Статические поля семантически не отличаются от обычных глобальных переменных, но они доступны только по квалифицированному имени (т.е. с указанием имени класса), и поэтому, в отличие от глобальных переменных, не загромождают пространство глобальных имён.

В некоторых объектно-ориентированных языках программирования, таких как Java, не существует глобальных переменных, и поэтому статические поля классов — единственный способ хранения глобальных данных в программах на этих языках.

Битовые поля

Некоторые языки, такие как C++, позволяют определять битовые поля. Эти поля занимают менее одной единицы памяти (байт, слово); компилятор сам упаковывает несколько битовых полей в одну единицу памяти, позволяя при этом обращаться к битовым полям как к отдельным полям класса.

Понятие битовых полей не ограничивается полями классов: по аналогии оно было перенесено и на другие случаи упаковки в одну единицу памяти нескольких значений, например в сетевых протоколах и в форматах файлов.

Советы по использованию

Обычно область доступа полей класса делают закрытой (private), т.е. доступ к ним разрешается только методам того же класса. Чтобы предоставить пользователям класса значения его полей, используются свойства: они позволяют классу контролировать изменение его полей, например проверять принадлежность заданного значения диапазону допустимых значений.

Когда доступ к полю инкапсулируется процедурами свойства, возможно обновлять код, обрабатывающий изменения значения этого свойства, не нарушая совместимость с существующими пользователями класса. Поэтому принято создавать свойства для доступа к полям класса даже тогда, когда на начальном этапе разработки не требуется никакой дополнительной обработки присваиваемых полю значений.

Примеры использования

C++

<source lang="cpp">

class foo {
private:
   int x; // Это поле — закрытое. Доступ к нему возможен только
          // из методов класса foo.
public:
   int y; //Это поле — открытое. Доступ к нему возможен из
          //любого места программы. Рекомендуется так не делать.

// Эти два метода (акцессор и мутатор) обеспечивают доступ к
// закрытому полю x. Рекомендуется делать именно так.
   int get_x() {return x;};
   void set_x(int x) {this->x = x; };

   static int z; // Это статическое поле. Оно принадлежит классу
                 // foo целиком, а не его объектам.

   char a:3; // Это битовые поля. В сумме они занимают
   char b:3; // 8 бит, т.е. они будут размещены в одном
   char c:1; // байте памяти. Таким образом возможно
   char d:1: // обращаться к отдельным битам памяти.
};

</source>

Delphi

<source lang="delphi">

type foo = class
  private
    x: Integer; // закрытое поле
  public
    y: Integer; // открытое поле

// для доступа к закрытому полю в Delphi можно использовать свойства
    function get_x: Integer;      // акцессор
    procedure set_x (x: Integer); // мутатор
    property _x: Integer read get_x write set_x;

// в Delphi не поддерживаются статические и битовые поля
  end;

</source>

Python

В Питоне поля и методы обычно называются общим термином атрибуты. Статические атрибуты могут быть перегружены в экземпляре. Атрибуты экземпляра определяются не в структуре класса, а в методах (например, конструкторе). Атрибуты, доступ к которым управляется отдельными методами, называются свойствами (синтаксически доступ к атрибутом и свойствам идентичен): <source lang="python">

class Foo(object):
   z = 0                      # атрибут класса (статический атрибут)
   def __init__(self, x, y):  # конструктор
       self._x = x            # закрытый атрибут (на уровне соглашения между программистами)
       self.y = y             # открытый атрибут
   def getx(self): return self.__x            # методы для чтения,
   def setx(self, value): self.__x = value    # записи
   def delx(self): del self.__x               # удаления свойства
   x = property(getx, setx, delx, "Свойство 'x'.")    # определение свойства

</source>

Применение:

foo = Foo(2, 4)               # создание экземпляра
foo.y = 10                    # связывание значения с атрибутом
foo.x = 30                    # то же, но эквивалентно foo.setx(30)
print foo.x, foo.y, foo.z     # печать атрибутов
del foo.x                     # удаление свойства
print foo._x                  # не рекомендуется
print foo.__x                 # не сработает

См. также

• Свойство (программирование)
• Класс (программирование)
• Метод (программирование)