变异子与访问子

在计算机科学中， 变异子方法（mutator或setter）是一种用于控制变量更改的方法。通常，变异子伴随着访问子 （accessor或getter）返回私有成员变量的值。
变异子方法最常用于面向对象的编程封装，与封装原则保持一致。根据这个原则，类的成员变量被设为私有以隐藏和保护它们不受其他代码的影响，并且只能由公共成员函数（变异子方法）修改，该函数将所需的新值作为参数来修改私有成员变量。可以将变异子方法与赋值运算符重载进行比较。
变异子方法也可以在非面向对象的环境中使用。在这种情况下，对要修改的变量的引用与新值一起传递给变异子。编译器无法限制代码绕过变异子方法并直接更改变量。开发人员有责任确保仅通过变异子方法修改变量，而不是直接修改变量。
在支持它们的编程语言中，属性提供了一种方便的替代方案，而不放弃封装的效用。
在下面的示例中，完全实现的 变异子方法还可以验证输入数据或采取进一步的操作，例如触发事件 。

**影响**
定义变异子和 访问子方法或属性块的另一种方法是为实例变量提供一些可见性，而不是私有化它或直接从对象外部访问它。可以使用修改器和访问器定义更精细的控制访问权限。例如，将一个参数设为只读，可以通过定义一个访问器而不提供修改器。两种方法的可见性可能不同：访问器通常是公开的；变异子是保护的、包私有的或内部的。
定义了变异子的块有机会验证或预处理传入的数据。如果保证所有外部访问都通过变异子，则无法绕过这些步骤。例如，如果日期由单独的私有 year 、 month和day变量表示，则传入日期由变异子setDate  拆分，同时为了一致性，相同的私有实例变量由setYear和setMonth访问。在所有情况下，1 - 12 之外的月份值都可以被相同的代码拒绝。
相反，访问器允许从内部变量合成有用的数据表示，同时保持它们的结构封装和对外部模块不可见。货币getAmount访问子可以由一个内部私有的数值变量构建一个字符串，其小数位数由参数currency定义。
现代编程语言常提供在一行中修改器和访问器的生成样板—例如 C# 的 public string Name { get; set; }和Ruby的 attr_accessor :name 。在这些情况下，不会为验证、预处理或合成等操作创建代码块。这些简化的访问器仍然保留了对简单公共实例变量进行封装的优势，但常见的是，随着敏捷软件开发、软体维护和需求的变化，对数据的需求变得更加复杂。许多自动修改器和访问器最终会被单独的代码块取代。在实现的早期自动创建它们的好处是，无论是否添加了更复杂的类，类的公共接口都保持相同，如果添加，则不需要进行大量重构。 
由于涉及额外的步骤，访问器函数的效率可能低于直接获取或存储数据字段， 然而，这些函数通常是内联的，从而消除了函数调用的开销。

**例子**

**汇编语言**
student                   struct
age         dd        ?
student                   ends
.code
student_get_age       proc      object:DWORD
mov       ebx, object
mov       eax, student.ageebx
ret
student_get_age       endp
student_set_age       proc      object:DWORD, age:DWORD
mov       ebx, object
mov       eax, age
mov       student.ageebx, eax
ret
student_set_age       endp

**C**
文件student.h:
#ifndef _STUDENT_H
#define _STUDENT_H
struct student; /* opaque structure */
typedef struct student student;
student *student_new(int age, char *name);
void student_delete(student *s);
void student_set_age(student *s, int age);
int student_get_age(student *s);
char *student_get_name(student *s);
#endif
文件student.c:
#include 
#include 
#include "student.h"
struct student {
int age;
char *name;
};
student *student_new(int age, char *name) {
student *s = malloc(sizeof(student));
s->name = strdup(name);
s->age = age;
return s;
}
void student_delete(student *s) {
free(s->name);
free(s);
}
void student_set_age(student *s, int age) {
s->age = age;
}
int student_get_age(student *s) {
return s->age;
}
char *student_get_name(student *s) {
return s->name;
}
文件 main.c:
#include 
#include "student.h"
int main(void) {
student *s = student_new(19, "Maurice");
char *name = student_get_name(s);
int old_age = student_get_age(s);
printf("%s's old age = %i\n", name, old_age);
student_set_age(s, 21);
int new_age = student_get_age(s);
printf("%s's new age = %i\n", name, new_age);
student_delete(s);
return 0;
}
文件 Makefile:
all: out.txt; cat $ $@
main: main.o student.o
main.o student.o: student.h
clean: ;$(RM) *.o out.txt main

**C++**
文件Student.h:
#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H
#include 
class Student {
public:
Student(const std::string& name);
const std::string& name() const;
void name(const std::string& name);
private:
std::string name_;
};
#endif
文件Student.cpp:
#include "Student.h"
Student::Student(const std::string& name) : name_(name) {
}
const std::string& Student::name() const {
return name_;
}
void Student::name(const std::string& name) {
name_ = name;
}

**C#**
C#支持属性编程。
public class Student {
private string name;
/// 
/// Gets or sets student's name
/// 
public string Name {
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
从(.NET Framework 3.5开始，可以缩写为自动属性：
public class Student {
public string Name { get; set; }
}
可以限制只有本类可以私有访问：
public class Student {
public string Name { get; private set; }
}

**Python**
下例子使用的类，与一个变量、一个访问子，一个变异子。
class Student:
# Initializer
def __init__(self, name: str) -> None:
# An instance variable to hold the student's name
self._name = name
# Getter method
@property
def name(self):
return self._name
# Setter method
@name.setter
def name(self, new_name):
self._name = new_name
>>> bob = Student("Bob")
>>> bob.name 
Bob
>>> bob.name = "Alice"
>>> bob.name 
Alice
>>> bob._name = "Charlie" # bypass the setter
>>> bob._name # bypass the getter
Charlie

**Visual Basic.NET**
类似于C#, 明确使用Get 与 Set methods. 
Public Class Student
Private _name As String
Public Property Name()
Get
Return _name
End Get
Set(ByVal value)
_name = value
End Set
End Property
End Class
VB.NET 2010, 利用Auto Implemented创建一个属性而不必使用Get与Set语法。编译器自动创建一个隐变量，如_name对应于属性名name.  
Public Class Student
Public Property name As String
End Class