C#中的屬性

來源：https://blog.guoqianfan.com/2019/12/07/properties-in-csharp/

前言

C#屬性是字段的擴展，它配合C#中的字段使用，用以構造一個安全的應用程序。

屬性提供了靈活的機制來讀取、編寫或計算私有字段的值，可以像使用公共數據成員一樣使用屬性，但實際上它們是稱做“訪問器”的特殊方法，其設計目的主要是為了實現面向對象(Object Oriented, OO)中的封裝思想。

根據該思想，字段最好設為private, 一個設計完善的類最好不要直接把字段聲明為公有或受保護的，以阻止客戶端直接進行訪問，其中一個主要原因是，客戶端直接對公有字段進行讀寫，使得我們無法對字段的訪問進行靈活的控制，比如控制字段只讀或者只寫將很難實現。

—— 姜曉東《C# 4.0權威指南》-【9.4.5 屬性】

聲明和使用讀/寫屬性(舊)

這種方式是C#中最基礎的，也是最早出現的讀寫屬性的方式。本文中我暫時稱它為老式的讀/寫屬性。

該方式允許我們在對屬性讀/寫時，進行一些操作/計算。

聲明屬性

首先要聲明一個私有字段，然后使用get訪問器讀取私有字段的值，使用set訪問器為私有字段賦值。

示例代碼如下：

class Person
{
    private string _name = "N/A";
    private int _age = 0;

    // Declare a Name property of type string:
    public string Name
    {
        get
        {
            return _name;
        }
        set
        {
            _name = value;
        }
    }

    public int Age
    {
        get
        {
            return _age;
        }
        set
        {
            _age = value > 120 ? 120 : value;
        }
    }
}

使用屬性

屬性的使用很簡單。外部可以直接對屬性進行讀取或賦值，就像使用類的公共字段一樣。（注意：這里假設屬性都是公共讀寫的，實際使用中要注意屬性的可訪問性）

//==========外部訪問屬性==========
Person person = new Person();
person.Name = "Bob";//為屬性賦值
person.Age = 18;//為屬性賦值

//讀取屬性的值
int age = person.Age;

備注

1. 在屬性的set方法中，value變量是很特殊的， 它代表用戶指定的值。

自動實現的屬性(新)

當屬性訪問器中不需要任何其他邏輯時，我們可以使用自動實現的屬性，它會使屬性聲明更加簡潔。

自動實現的屬性在編譯后，也是生成了老式的讀/寫屬性。

VS中使用快捷鍵prop可以快速生成自動實現屬性。

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

其他

自動實現的屬性的本質

自動實現的屬性在編譯后，也是生成了老式的讀/寫屬性。

這個是編譯器自動幫我們做的，可以通過查看編譯后生成的IL代碼(又稱作MSIL或CIL)來驗證。

不過本人能力有限，就不分析了。這里推薦大家閱讀 《C# 4.0權威指南》 中的【9.4.5 屬性】一節，該章節詳細分析了自動實現的屬性經過編譯后生成的IL代碼。

屬性初始化器

在 C# 6 和更高版本中，你可以像字段一樣初始化自動實現屬性：

public string FirstName { get; set; } = "Jane";  

上述代碼經過編譯后，是在構造函數中，為屬性賦值的。(來源)

只讀屬性默認初始化

在 C# 6 中，可以去掉set訪問器，使屬性變為只讀屬性。

public string Name { get; } = "hello world";

上述代碼經過編譯后，生成的屬性關聯字段是readonly的，並且仍然是在構造函數中為屬性賦值的：private readonly string kBackingField;。(來源)

這種方式下，生成的屬性是沒有 setter 的（即使用反射，也無法設置值，setter 根本就不存在）。這個屬性只能在構造函數中，或者結合特性賦值。(來源)

表達式體屬性

自 C# 6 起，支持方法、運算符和只讀屬性的表達式主體定義。

自 C# 7.0 起，支持構造函數、終結器、屬性和索引器訪問器的表達式主體定義。

在 C# 6 中，可以把只讀屬性改寫為表達式體的形式。

在 C# 7.0 中，可以把某個訪問器改寫為表達式體的形式。

只讀屬性的表達式體形式和屬性(訪問器)的表達式體形式是不沖突的，因為它們的使用場景不一樣（寫法也不一樣）。

因為都是表達式體形式，它們具有相同的限制：要求方法體能夠改寫為lambda表達式（必須是單行代碼）。

只讀屬性的表達式體形式(C#6)

只讀屬性的表達式體形式有2個限制：

• 只包含 get訪問器
• 要求 get訪問器的方法體能夠改寫為lambda表達式（必須是單行代碼）

示例代碼如下：

//C# 5
public string FullName
{
    get
    {
        return FirstName + "" + LastName;
    }
}

//C# 6
public string FullName => FirstName + "" + LastName;

我們可以通過VS的智能提示看到：該屬性只有get訪問器。

屬性訪問器的表達式體形式(C#7)

在 C# 7.0 中，對於老式的讀/寫屬性，我們可以把get訪問器或set訪問器改寫為表達式體(lambda)。

注意：要求訪問器的方法體能夠改寫為lambda表達式（必須是單行代碼）

示例代碼如下：

//C# 5
private int _id;
public int Id
{
    get
    {
        return _id;
    }
    set
    {
        _id = value;
    }
}

//C# 7.0
private int _id;
//全部改寫為表達式體
public int Id { get => _id; set => _id = value; }
//只改寫set訪問器
public int Id { get { return _id; } set => _id = value; }
//只改寫get訪問器
public int Id { get => _id; set { _id = value; } }

備注

下面的備注，對於老式的讀/寫屬性和自動實現的屬性都是通用的。

1. 可以給訪問器設置可訪問性。例如把set訪問器設為private，不允許外部直接賦值。通常是限制set訪問器的可訪問性。更多請參考：限制訪問器可訪問性（C# 編程指南）
2. 可以省略掉某個訪問器。通常是省略掉set訪問器可使屬性為只讀。

另外，屬性的本質是方法，所以接口中可以包含屬性。

參考

1. 如何：聲明和使用讀/寫屬性（C# 編程指南）：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/how-to-declare-and-use-read-write-properties
2. 自動實現的屬性（C# 編程指南）：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/auto-implemented-properties
3. 限制訪問器可訪問性（C# 編程指南）：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/restricting-accessor-accessibility
4. => 運算符（C# 參考）：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/language-reference/operators/lambda-operator
5. 探索C#之6.0語法糖剖析：https://www.cnblogs.com/mushroom/p/4666113.html
6. 姜曉東《C# 4.0權威指南》-【9.4.5 屬性】