Область видимости полей класса

Поля класса являются глобальными переменными класса. Они видимы во всех методах этого класса. Каждый метод класса может читать и изменять значение любого поля класса независимо от того, какие атрибуты доступа установлены для полей и методов класса.

Если в теле метода объявлена локальная переменная, имя которой совпадает с именем поля класса, то такая ситуация не приводит к ошибке, поскольку конфликт имен разрешим. К полю классу можно добраться, используя уточненное имя поля с префиксом this, задающим имя текущего объекта.

Поля класса видимы не только в пределах самого класса. Если в некотором классе В объявлен и создан объект класса А, то класс В является клиентом класса А. В классе клиенте у объекта видны лишь те поля класса, для которых в момент объявлении был задан атрибут доступа public, что делает эти поля общедоступными. Для классов наследников у объекта видны поля с атрибутами public или protected, но недоступны поля с атрибутом private.

Имеет место следующая иерархия доступности полей объекта в зависимости от значения атрибута доступа – public, protected, private. В самом классе доступны все поля. У наследников не доступны закрытые поля с атрибутом private, у клиентов не доступны закрытые поля и защищенные поля – поля с атрибутами private и protected.

Глобальные переменные уровня модуля

 Где еще могут объявляться переменные? Во многих языках программирования переменные могут объявляться на уровне модуля. Такие переменные называются глобальными. Их область действия распространяется, по крайней мере, на весь модуль. Глобальные переменные играют важную роль, поскольку они обеспечивают весьма эффективный способ обмена информацией между различными частями модуля. Обратная сторона эффективности аппарата глобальных переменных, – их опасность. Если какая-либо процедура, в которой доступна глобальная переменная, некорректно изменит ее значение, то ошибка может проявиться в другой процедуре, использующей эту переменную. Найти причину ошибки бывает чрезвычайно трудно. В таких ситуациях приходится проверять работу многих компонентов модуля.

В языке C# роль модуля играют классы, пространства имен, проекты, решения. Поля классов, о которых шла речь выше, могут рассматриваться как глобальные переменные класса. Но здесь у них особая роль. Данные (поля) являются тем центром, вокруг которого вращается мир класса. Методы класса в этом мире, можно сказать, играют второстепенную роль – они обрабатывают данные. Заметьте, каждый экземпляр класса – это отдельный мир. Поля экземпляра (открытые, защищенные и закрытые) – это глобальная информация, которая доступна всем методам класса.

Статические поля класса хранят информацию, общую для всех экземпляров класса. Они представляют определенную опасность, поскольку каждый экземпляр способен менять их значения.

В других видах модуля – пространствах имен, проектах, решениях — нельзя объявлять переменные. В пространствах имен в языке C# разрешено только объявление классов и их частных случаев: структур, интерфейсов, делегатов, перечислений. Поэтому глобальных переменных уровня модуля, в привычном для других языков программирования смысле, в языке C# нет. Классы не могут обмениваться информацией, используя глобальные переменные. Все взаимодействие между ними обеспечивается способами, стандартными для объектного подхода. Между классами могут существовать два типа отношений – клиентские и наследования, а основной способ инициации вычислений – это вызов метода для объекта-цели или вызов обработчика события. Поля класса и аргументы метода позволяют передавать и получать нужную информацию. Устранение глобальных переменных на уровнях более высоких, чем класс, существенно повышает надежность создаваемых на языке C# программных продуктов, поскольку устраняется источник опасных, трудно находимых ошибок.

Локальные переменные

 Перейдем теперь к рассмотрению локальных переменных. Во всех языках программирования, в том числе и в C#, основной контекст, в котором появляются переменные, – это процедуры и функции – методы класса. Тело метода, заключенное в фигурные скобки, будем называть процедурным блоком. Переменные, объявленные в процедурном блоке, называются локальными, – они локализованы в методе.

В некоторых языках, например в Паскале, локальные переменные должны быть объявлены в вершине процедурного блока. Иногда это правило заменяется менее жестким, но, по сути, аналогичным правилом, – где бы внутри процедурного блока ни была объявлена переменная, она считается объявленной в вершине блока и ее область видимости распространяется на весь процедурный блок. В C# принята другая стратегия. Переменную можно объявлять в любой точке процедурного блока. Область ее видимости распространяется от точки объявления до конца процедурного блока.

На самом деле, ситуация с процедурным блоком в C# не так проста. Процедурный блок имеет сложную структуру; в него могут быть вложены другие блоки, связанные с операторами выбора, цикла и так далее. В каждом таком блоке, в свою очередь, допустимы вложения блоков. В каждом внутреннем блоке допустимы объявления переменных. Переменные, объявленные во внутренних блоках, локализованы именно в этих блоках, их область видимости и время жизни определяются этими блоками. Локальные переменные, объявленные в любом внутреннем блоке, существуют от точки объявления до конца соответствующего блока.

Рассмотрим ситуацию с возможными конфликтами имен, появляющихся в различных блоках. Уже говорилось, что имя локальной переменной может совпадать с именем поля класса. Этот конфликт разрешен, поскольку для поля класса можно использовать уточненное имя. Чтобы избежать других конфликтов не разрешается во внутреннем блоке метода объявлять локальную переменную, имя которой совпадает с именем формального параметра метода или совпадает с именем локальной переменной, объявленной в охватывающем блоке.

Добавим в наш проект новый класс TestingLocals. Зададим в этом классе два поля и один метод. Поля будут играть роль глобальных переменных для метода класса, а во внутренних блоках метода появятся объявления локальных переменных. Это поможет нам обсудить на примере области действия и существования объявленных переменных. Код этого класса приведен на рис. 4.2.5-6.

Рис. 4.2.5-6.