C#箴言之用屬性來訪問類的私有成員

2019-11-18 17:09:28

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供稿：網友

　　在程序中，難免要訪問某個對象的私有成員。那么以前實現這類功能的方法有兩種，第一種方法最簡單，就是把成員訪問符從“PRivate”改為“public”即可；而另一個就是提供公有的成員訪問函數來進行訪問。那么現在用C#編寫程序，就不再需要采用前面所說的兩種方法了，而直接使用屬性來完成。

　　首先來看看三種方法的如何實現以及調用的，這里用一個例子來說明，即訪問“EmployeeInfo”類的私有成員strName，具體如下表格所示。

	private string strName;	訪問方法
修改成員訪問符	修改: private string strName; 為: public string strName;	EmployeeInfo empNew...; string strNameValue = empNew.strName; empNew.strName = "me";
公有成員函數	增加如下兩個成員函數: public string getName() { 　return strName; } public void setName( string Name ) { 　strName = Name; }	EmployeeInfo empNew...; string strNameValue = empNew.getName(); empNew.setName( "me" );
屬性	增加如下屬性: public string Name { 　get{ return strName;} 　set{ strName = value; } }	EmployeeInfo empNew...; string strNameValue = empNew.Name; empNew.Name = "me";

　　那么這三種方法有什么區別呢，用如下的表格，可以更好的說明三者的區別。

	類的封裝性	代碼安全性	代碼繁瑣性	代碼效率
修改成員訪問符	破壞類的封裝	存在潛在危險	簡便	最高
公有成員函數	沒有破壞	安全	繁瑣，而且調用不直接	最低
屬性	沒有破壞	安全	簡便	僅次于第一種方法

　　　　（備注：這里用紅色表明每一子項中最不好的）

　　因此可以看出使用屬性不但沒有破壞類的封裝性，沒有減弱代碼的安全性，而且和第一種方法一樣簡便，只是在效率方面要略低于第一種方法。但總體看來，在C#中用屬性來訪問類的私有成員是不二的選擇。

　　不過對于使用屬性，以及如上表格所說的，難免會有人產生如下一些疑問。

　　疑問一：就是用屬性是否能達到成員函數那樣的效果，即完成復雜的代碼操作。

　　其實屬性的底層實現是借助于成員函數，只不過這部分轉換是由系統幫忙做的，所以在編寫屬性的時候，可以像編寫成員函數一樣，即在成員函數中所能寫的代碼片斷，完全可以在屬性中套用。下面就貼出屬性所轉換的微軟中間語言（MSIL）代碼。

.property instance string Name()
{
　.get instance string NameSpace.EmployeeInfo::get_Name()
　.set instance void NameSpace.EmployeeInfo::set_Name(string)
}// end of property EmployeeInfo::Name

.method public hidebysig specialname instance string get_Name() cil managed
{
　...
}// end of method EmployeeInfo::get_Name

.method public hidebysig specialname instance void set_Name(string 'value') cil managed
{
　...
}// end of method EmployeeInfo::set_Name

　　如上就是前面EmployeeInfo類的Name屬性所轉換的中間語言代碼（不過省略了函數的具體實現代碼，因為這里并不是為了研究中間語言代碼，如果需要對這部分有更多地了解，參看中間語言相關書籍）。

　　疑問二：就是用屬性的效率是否僅次于第一種方法。

　　從上面很容易看出，屬性在編譯的時候會轉換成和成員函數一樣的代碼，那么它的效率應該和成員函數是一樣的。其實并不是這樣，因為JIT編譯器會把屬性所轉換成的兩個成員函數作為內聯函數，這樣效率會提高很多。（注：內聯函數是代碼被插入到調用者代碼處的函數，通過避免函數調用所產生的額外開銷，從而提高執行效率。不過書中也提到，即使不是內聯函數，成員函數相對于方法一的效率損失也是微乎其微的。）

　　用C#寫程序，一提到屬性，大家都會編寫。其實在屬性中，可以產生很多應用，接著來就分別說明。

　　＜!--[if !supportLists]--＞1．＜!--[endif]--＞在屬性中使用索引符，例如像“ArrayList[i]”來訪問ArrayList某個成員。這里需要注意的是，屬性名以及索引參數的編碼格式是固定的，如“this […]”。不過索引參數可以是多個，而且不光支持整型參數，還可以使用其他類型參數。例如：

public ReturnValueType this[ ParType1 parValue1, ParType2 parValue2]
{
　get{...}
　set{...}
}

　　＜!--[if !supportLists]--＞2．＜!--[endif]--＞可以給屬性操作加上互斥鎖，以防止多線程操作時而產生的并發錯誤，具體如下。

public string Name
{
　get
　{
　　lock(this)
　　{
　　　return strName;
　　}
　}
　set
　{
　　lock(this)
　　{
　　　strName = value;
　　}
　}
}

　　＜!--[if !supportLists]--＞3．＜!--[endif]--＞書上還提到屬性的其他應用，例如：通過接口來實現在一個類中同時提供只讀屬性以及非只讀屬性。但是我個人認為，雖然這樣可以實現，但是會產生歧義，即在一個類中提供兩個不同版本的屬性，破壞了類的一致性，所以我并不推薦這么做。

　　接著，要說說編寫屬性的時候，需要注意些什么，我個人認為有如下兩點大的方面。

　　第一個就是編寫屬性get部分的時候，如果當前屬性的類型是引用類型的話，且不想通過屬性來修改局部成員的話，最好返回局部成員的copy，而不是成員本身。

　　例如：

public class class1
{
　string _data;
　public class1( string data )
　{
　　_data = data;
　}

　public string Data
　{
　　get{ return _data;}
　　set{ _data = value;}
　}
}

public class class2
{
　private class1 myClass1 = null;
　public class1 Class1
　{
　　get{ return myClass1; }
　}

　public string Data
　{
　　get{ return myClass1.Data;}
　}

　public class2( string data )
　{
　　myClass1 = new class1( data );
　}
}

　　如果按照如上所寫，那么class2對象可以通過Class1.Data屬性訪問和修改局部成員myClass1某些值，這樣就可以修改了myClass2的私有成員myClass1的值，即會產生潛在錯誤。

　　例如：

class1 myClass1 = myClass2.Class1;
myClass1.Data = "test2";

　　如何避免這類錯誤呢，那么首先需要修改Class1屬性的編寫，其次在class1類需要提供Clone函數或者其他copy函數，具體如下：

public class class1:ICloneable
{
　string _data;
　public class1( string data )
　{
　　_data = data;
　}

　public string Data
　{
　　get{ return _data;}
　　set{ _data = value;}
　}

　#region ICloneable Members

　public object Clone()
　{
　　// TODO: Add class1.Clone implementation
　　return new class1( _data );
　}
　#endregion
}

public class class2
{
　private class1 myClass1 = null;
　public class1 Class1
　{
　　get{ return myClass1.Clone() as class1; }
　}

　public string Data
　{
　　get{ return myClass1.Data;}
　}

　public class2( string data )
　{
　　myClass1 = new class1( data );
　}
}

　　第二個需要注意的是編寫屬性set部分的時候，這里需要對參數進行有效性檢查。因為屬性是外界修改類的私有成員的入口，為了避免因為私有成員不正確而產生的錯誤，所以在進行屬性set的時候要進行有效性檢查，從而保證私有成員對于整個類來說是有效的。

　　那么在實際應用當中，與屬性密切相關的就是實現兩個窗體之間數據訪問，這可能是寫WinForm程序最基本的。不過很遺憾的是，網上在回答此類問題的時候，很多人都建議用第一種方法來解決。

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