變異子與訪問子

在計算機科學中， 變異子方法（mutator或setter）是一種用於控制變量更改的方法。通常，變異子伴隨著訪問子 （accessor或getter）返回私有成員變量的值。
變異子方法最常用於面向對象的編程封裝，與封裝原則保持一致。根據這個原則，類的成員變量被設為私有以隱藏和保護它們不受其他代碼的影響，並且只能由公共成員函數（變異子方法）修改，該函數將所需的新值作為參數來修改私有成員變量。可以將變異子方法與賦值運算符重載進行比較。
變異子方法也可以在非面向對象的環境中使用。在這種情況下，對要修改的變量的引用與新值一起傳遞給變異子。編譯器無法限制代碼繞過變異子方法並直接更改變量。開發人員有責任確保僅通過變異子方法修改變量，而不是直接修改變量。
在支持它們的編程語言中，屬性提供了一種方便的替代方案，而不放棄封裝的效用。
在下面的示例中，完全實現的 變異子方法還可以驗證輸入數據或採取進一步的操作，例如觸發事件 。

**影響**
定義變異子和 訪問子方法或屬性塊的另一種方法是為實例變量提供一些可見性，而不是私有化它或直接從對象外部訪問它。可以使用修改器和訪問器定義更精細的控制訪問權限。例如，將一個參數設為只讀，可以通過定義一個訪問器而不提供修改器。兩種方法的可見性可能不同：訪問器通常是公開的；變異子是保護的、包私有的或內部的。
定義了變異子的塊有機會驗證或預處理傳入的數據。如果保證所有外部訪問都通過變異子，則無法繞過這些步驟。例如，如果日期由單獨的私有 year 、 month和day變量表示，則傳入日期由變異子setDate  拆分，同時為了一致性，相同的私有實例變量由setYear和setMonth訪問。在所有情況下，1 - 12 之外的月份值都可以被相同的代碼拒絕。
相反，訪問器允許從內部變量合成有用的數據表示，同時保持它們的結構封裝和對外部模塊不可見。貨幣getAmount訪問子可以由一個內部私有的數值變量構建一個字符串，其小數位數由參數currency定義。
現代編程語言常提供在一行中修改器和訪問器的生成樣板—例如 C# 的 public string Name { get; set; }和Ruby的 attr_accessor :name 。在這些情況下，不會為驗證、預處理或合成等操作創建代碼塊。這些簡化的訪問器仍然保留了對簡單公共實例變量進行封裝的優勢，但常見的是，隨著敏捷軟件開發、軟體維護和需求的變化，對數據的需求變得更加複雜。許多自動修改器和訪問器最終會被單獨的代碼塊取代。在實現的早期自動創建它們的好處是，無論是否添加了更復雜的類，類的公共接口都保持相同，如果添加，則不需要進行大量重構。 
由於涉及額外的步驟，訪問器函數的效率可能低於直接獲取或存儲數據字段， 然而，這些函數通常是內聯的，從而消除了函數調用的開銷。

**例子**

**彙編語言**
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#支持屬性編程。
public class Student {
private string name;
/// 
/// Gets or sets student's name
/// 
public string Name {
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
從(.NET Framework 3.5開始，可以縮寫為自動屬性：
public class Student {
public string Name { get; set; }
}
可以限制只有本類可以私有訪問：
public class Student {
public string Name { get; private set; }
}

**Python**
下例子使用的類，與一個變量、一個訪問子，一個變異子。
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**
類似於C#, 明確使用Get 與 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創建一個屬性而不必使用Get與Set語法。編譯器自動創建一個隱變量，如_name對應於屬性名name.  
Public Class Student
Public Property name As String
End Class

**參考文獻 ==