Pola — pamięć konkretnego obiektu

Czego się dziś nauczysz

Przygotowanie: lekcje 01–37. Przewidywany czas: 45–90 minut z zadaniami. Przykłady wymagają .NET 8 lub nowszego, z włączonymi ImplicitUsings i Nullable.

Trzy rodzaje zmiennych w klasie

W metodzie obiektu spotykają się trzy rodzaje zmiennych. Wyglądają podobnie, a różnią się tym, jak długo żyją.

class Robot
{
    private int energia = 10;                 // POLE

    public void Rusz(int odleglosc)           // PARAMETR
    {
        int koszt = odleglosc * 2;            // ZMIENNA LOKALNA

        energia -= koszt;
        Console.WriteLine($"Zuzyto {koszt}, zostalo {energia}");
    }
}

Robot r = new Robot();

r.Rusz(3);     // Zuzyto 6, zostalo 4
r.Rusz(1);     // Zuzyto 2, zostalo 2

Zwróć uwagę na drugie wywołanie: energia pamięta wynik pierwszego. Gdyby była zmienną lokalną, za każdym razem zaczynałaby od nowa. Pole to pamięć obiektu między wywołaniami metod.

Pole zawsze ma jakąś wartość

Zmienna lokalna bez przypisania nie da się użyć — kompilator zgłosi błąd CS0165. Z polem jest inaczej: pole dostaje wartość domyślną swojego typu, nawet jeśli nic mu nie przypiszesz.

class Robot
{
    public int Energia;          // 0
    public bool Wlaczony;        // false
    public string Nazwa;         // null !
}

Robot r = new Robot();
Console.WriteLine(r.Energia);           // 0
Console.WriteLine(r.Wlaczony);          // False
// Console.WriteLine(r.Nazwa.Length);   // NullReferenceException

Inicjalizator pola

class Robot
{
    private int energia = 10;                          // wartosc startowa
    private string nazwa = "bez nazwy";
    private readonly DateTime utworzony = DateTime.Now;
}

Wartość z inicjalizatora jest ustawiana przy każdym new, zanim wykona się cokolwiek innego. Dzięki temu obiekt od pierwszej chwili jest w sensownym stanie.

Każdy obiekt ma własny komplet pól

Robot a = new Robot();
Robot b = new Robot();

a.Rusz(4);       // zuzywa energie robota a

Console.WriteLine(a.Energia);   // 2
Console.WriteLine(b.Energia);   // 10 - b nie ruszyl sie z miejsca

Klasa jest jedna, ale pola powstają osobno dla każdego obiektu. To właśnie dlatego dwóch graczy z poprzedniej lekcji mogło mieć różne punkty, choć opisywała ich ta sama klasa.

Nazewnictwo pól

Przykład: robot, który pamięta

class Robot
{
    private int energia = 10;
    private int przejechane = 0;
    private readonly string nazwa;

    public Robot(string nazwa)
    {
        this.nazwa = nazwa;          // 'this' rozroznia pole od parametru
    }

    public void Rusz(int odleglosc)
    {
        int koszt = odleglosc * 2;   // zmienna lokalna - znika po tej metodzie

        if (koszt > energia)
        {
            Console.WriteLine($"{nazwa}: za malo energii na {odleglosc} m");
            return;
        }

        energia -= koszt;
        przejechane += odleglosc;
        Console.WriteLine($"{nazwa}: przejechal {odleglosc} m, energia {energia}");
    }

    public void Naladuj()
    {
        energia = 10;
        Console.WriteLine($"{nazwa}: naladowany do {energia}");
    }

    public string Raport()
    {
        return $"{nazwa}: lacznie {przejechane} m, energia {energia}";
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Robot alfa = new Robot("Alfa");
        Robot beta = new Robot("Beta");

        alfa.Rusz(3);
        alfa.Rusz(1);
        alfa.Rusz(5);      // za malo energii

        beta.Rusz(2);

        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine(alfa.Raport());
        Console.WriteLine(beta.Raport());

        Console.WriteLine();
        alfa.Naladuj();
        Console.WriteLine(alfa.Raport());
    }
}

Alfa: przejechal 3 m, energia 4
Alfa: przejechal 1 m, energia 2
Alfa: za malo energii na 5 m
Beta: przejechal 2 m, energia 6

Alfa: lacznie 4 m, energia 2
Beta: lacznie 2 m, energia 8

Alfa: naladowany do 10
Alfa: lacznie 4 m, energia 10

Co dzieje się po kolei

• energia i przejechane to pola — pamiętają stan między wywołaniami. koszt to zmienna lokalna: powstaje i znika przy każdym wywołaniu Rusz.
• Trzecie wywołanie alfa.Rusz(5) zostaje odrzucone, a pola nie zmieniają się ani o jednostkę. Sprawdzenie jest w środku obiektu, więc nikt nie może go pominąć.
• Roboty są niezależne: Beta ma 8 jednostek energii, choć Alfa zjechała prawie do zera.
• nazwa jest readonly — ustawiona raz w konstruktorze i już nie do zmiany. Żadna metoda nie może przemianować robota.
• Po naładowaniu energia wraca do 10, ale przejechane zostaje — to dwa osobne pola o dwóch różnych rolach.

Co robi każdy użyty element

Zanim utkniesz

Zadania

Co trzeba zapamiętać

• Pole żyje tak długo jak obiekt; zmienna lokalna i parametr — przez jedno wywołanie metody.
• Pole to pamięć obiektu między wywołaniami metod.
• Pole zawsze ma wartość: domyślnie 0, false albo null.
• Pole typu string bez inicjalizatora jest null, a nie pustym napisem.
• Inicjalizator pola wykonuje się przy każdym new, przed konstruktorem.
• readonly pozwala ustawić wartość tylko w inicjalizatorze albo konstruktorze.
• Każdy obiekt ma własny komplet pól — z wyjątkiem pól static z lekcji 44.

Dokumentacja: Microsoft Learn — temat tej lekcji.