在C#中,是什么使字段与属性不同?何时应该使用字段而不是属性?


当前回答

使用财产,您可以在属性值更改时(也称为PropertyChangedEvent)或在值更改为支持取消之前引发事件。

这对于(直接访问)字段是不可能的。

public class Person {
 private string _name;

 public event EventHandler NameChanging;     
 public event EventHandler NameChanged;

 public string Name{
  get
  {
     return _name;
  }
  set
  {
     OnNameChanging();
     _name = value;
     OnNameChanged();
  }
 }

 private void OnNameChanging(){       
     NameChanging?.Invoke(this,EventArgs.Empty);       
 }

 private void OnNameChanged(){
     NameChanged?.Invoke(this,EventArgs.Empty);
 }
}

其他回答

财产支持非对称访问,即您可以有getter和setter,也可以只有这两者之一。类似地,财产支持getter/setter的单独可访问性。字段始终是对称的,即您始终可以获取和设置值。例外情况是只读字段,在初始化后显然无法设置。

财产可能运行很长时间,有副作用,甚至可能引发异常。字段很快,没有副作用,并且不会抛出异常。由于副作用,属性可能会为每个调用返回不同的值(DateTime.Now可能就是这样,即DateTime.Nnow不总是等于DateTime.NNow)。字段总是返回相同的值。

字段可以用于out/ref参数,财产则不能。财产支持额外的逻辑–这可以用于实现延迟加载等。

财产通过封装获取/设置值的任何含义来支持抽象级别。

在大多数/所有情况下使用财产,但尽量避免副作用。

财产是一种特殊的类成员。在财产中,我们使用预定义的Set或Get方法。它们使用访问器,通过访问器我们可以读取、写入或更改私有字段的值。

例如,让我们使用一个名为Employee的类,其中包含name、age和Employee_Id的私有字段。我们无法从类外部访问这些字段,但可以通过财产访问这些私有字段。

我们为什么使用财产?

公开类字段并公开它是有风险的,因为您无法控制分配和返回的内容。

为了通过示例清楚地理解这一点,让我们以一个具有ID、密码和姓名的学生班级为例。现在在这个例子中,公共领域的一些问题

ID不应为-ve。名称不能设置为空合格标记应为只读。如果缺少学生姓名,则不应返回姓名。

为了解决这个问题,我们使用Get和set方法。

// A simple example
public class student
{
    public int ID;
    public int passmark;
    public string name;
}

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
       student s1 = new student();
       s1.ID = -101; // here ID can't be -ve
       s1.Name = null ; // here Name can't be null
    }
}

现在我们以get和set方法为例

public class student
{
    private int _ID;
    private int _passmark;
    private string_name ;
    // for id property
    public void SetID(int ID)
    {
        if(ID<=0)
        {
            throw new exception("student ID should be greater then 0");
        }
        this._ID = ID;
    }
    public int getID()
    {
        return_ID;
    }
}
public class programme
{
    public static void main()
    {
        student s1 = new student ();
        s1.SetID(101);
    }
    // Like this we also can use for Name property
    public void SetName(string Name)
    {
        if(string.IsNullOrEmpty(Name))
        {
            throw new exeception("name can not be null");
        }
        this._Name = Name;
    }
    public string GetName()
    {
        if( string.IsNullOrEmpty(This.Name))
        {
            return "No Name";
        }
        else
        {
            return this._name;
        }
    }
        // Like this we also can use for Passmark property
    public int Getpassmark()
    {
        return this._passmark;
    }
}

面向对象的编程原则表明,类的内部工作应该对外界隐藏。如果公开一个字段,本质上就是公开类的内部实现。因此,我们用财产(Properties)(或Java中的方法)包装字段,使我们能够在不破坏代码的情况下更改实现。考虑到我们可以在Property中放置逻辑,还允许我们在需要时执行验证逻辑等。C#有一个可能令人困惑的自动属性概念。这允许我们简单地定义Property,而C#编译器将为我们生成私有字段。

public class Person
{
   private string _name;

   public string Name
   {
      get
      {
         return _name;
      }
      set
      {
         _name = value;
      }
   }
   public int Age{get;set;} //AutoProperty generates private field for us
}

一个重要的区别是接口可以有财产,但不能有字段。对我来说,这强调了财产应该用于定义类的公共接口,而字段则用于类的私有内部工作。通常,我很少创建公共字段,类似地,我也很少创建非公共财产。

虽然字段和财产看起来很相似,但它们是两个完全不同的语言元素。

字段是在类级别上存储数据的唯一机制。字段在概念上是类范围内的变量。如果要将一些数据存储到类(对象)的实例中,则需要使用字段。别无选择。虽然财产无法存储任何数据,但看起来它们可以这样做。请参阅下文。另一方面,财产从不存储数据。它们只是一对方法(get和set),在语法上可以以与字段类似的方式调用,在大多数情况下,它们访问(用于读取或写入)字段,这是一些混淆的根源。但是,由于属性方法是(有一些限制,如固定原型)常规C#方法,它们可以做常规方法所能做的任何事情。这意味着它们可以有1000行代码,它们可以抛出异常,调用其他方法,甚至可以是虚拟的、抽象的或重写的。财产之所以特别,是因为C#编译器将一些额外的元数据存储到程序集中,这些程序集可用于搜索特定的财产,而这些属性是广泛使用的功能。

Get和set属性方法具有以下原型。

PROPERTY_TYPE get();

void set(PROPERTY_TYPE value);

因此,这意味着可以通过定义一个字段和两个相应的方法来“模拟”财产。

class PropertyEmulation
{
    private string MSomeValue;

    public string GetSomeValue()
    {
        return(MSomeValue);
    }

    public void SetSomeValue(string value)
    {
        MSomeValue=value;
    }
}

这种属性模拟对于不支持财产的编程语言来说是很典型的,比如标准C++。在C#中,您应该始终首选财产作为访问字段的方式。

因为只有字段可以存储数据,这意味着类包含的字段越多,此类的内存对象就会消耗越多。另一方面,向类中添加新的财产不会使此类对象变大。这是一个例子。

class OneHundredFields
{
        public int Field1;
        public int Field2;
        ...
        public int Field100;
}

OneHundredFields Instance=new OneHundredFields() // Variable 'Instance' consumes 100*sizeof(int) bytes of memory.

class OneHundredProperties
{
    public int Property1
    {
        get
        {
            return(1000);
        }
        set
        {
            // Empty.
        }
    }

    public int Property2
    {
        get
        {
            return(1000);
        }
        set
        {
            // Empty.
        }
    }

    ...

    public int Property100
    {
        get
        {
            return(1000);
        }
        set
        {
            // Empty.
        }
    }
}

OneHundredProperties Instance=new OneHundredProperties() // !!!!! Variable 'Instance' consumes 0 bytes of memory. (In fact a some bytes are consumed becasue every object contais some auxiliarity data, but size doesn't depend on number of properties).

尽管属性方法可以做任何事情,但在大多数情况下,它们充当了访问对象字段的一种方式。如果你想让一个字段可以被其他类访问,你可以通过两种方式来实现。

将字段设置为公共字段-不可取。使用财产。

这是一个使用公共字段的类。

class Name
{
    public string FullName;
    public int YearOfBirth;
    public int Age;
}

Name name=new Name();

name.FullName="Tim Anderson";
name.YearOfBirth=1979;
name.Age=40;

虽然从设计角度来看,代码是完全有效的,但它有几个缺点。因为字段既可以读也可以写,所以不能阻止用户写入字段。您可以应用readonly关键字,但通过这种方式,您只能在构造函数中初始化readonly字段。此外,没有什么可以阻止您将无效值存储到字段中。

name.FullName=null;
name.YearOfBirth=2200;
name.Age=-140;

代码有效,所有赋值都将执行,尽管它们不合逻辑。Age为负值,YearOfBirth是遥远的未来,与Age不对应,FullName为空。对于字段,您无法阻止类名的用户犯这样的错误。

下面是一个具有财产的代码,用于修复这些问题。

class Name
{
    private string MFullName="";
    private int MYearOfBirth;

    public string FullName
    {
        get
        {
            return(MFullName);
        }
        set
        {
            if (value==null)
            {
                throw(new InvalidOperationException("Error !"));
            }

            MFullName=value;
        }
    }

    public int YearOfBirth
    {
        get
        {
            return(MYearOfBirth);
        }
        set
        {
            if (MYearOfBirth<1900 || MYearOfBirth>DateTime.Now.Year)
            {
                throw(new InvalidOperationException("Error !"));
            }

            MYearOfBirth=value;
        }
    }

    public int Age
    {
        get
        {
            return(DateTime.Now.Year-MYearOfBirth);
        }
    }

    public string FullNameInUppercase
    {
        get
        {
            return(MFullName.ToUpper());
        }
    }
}

类的更新版本具有以下优点。

检查FullName和YearOfBirth是否存在无效值。年龄不可写。它是根据出生年份和当前年份计算的。新属性FullNameInUppercase将FullName转换为UPPER CASE。这是一个有点做作的属性用法示例,其中财产通常用于以更适合用户的格式显示字段值,例如在DateTime格式的特定数字上使用当前区域设置。

除此之外,可以将财产定义为虚拟或重写,因为它们是常规的.NET方法。与常规方法相同的规则适用于此类属性方法。

C#还支持索引器,索引器是在属性方法中具有索引参数的财产。这是一个例子。

class MyList
{
    private string[]                 MBuffer;

    public MyList()
    {
        MBuffer=new string[100];
    }

    public string this[int Index]
    {
        get
        {
            return(MBuffer[Index]);
        }
        set
        {
            MBuffer[Index]=value;
        }
    }
}

MyList   List=new MyList();

List[10]="ABC";
Console.WriteLine(List[10]);

因为C#3.0允许您定义自动财产。这是一个例子。

class AutoProps
{
    public int Value1
    {
        get;
        set;
    }

    public int Value2
    {
        get;
        set;
    }
}

尽管类AutoProps只包含财产(或看起来像),但它可以存储2个值,并且该类的对象大小等于sizeof(Value1)+size of(Value2)=4+4=8个字节。

原因很简单。当您定义自动属性时,C#编译器会生成包含隐藏字段和属性的自动代码,属性方法访问此隐藏字段。这是编译器生成的代码。

下面是ILSpy从编译的程序集生成的代码。类包含生成的隐藏字段和财产。

internal class AutoProps
{
    [CompilerGenerated]
    [DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
    private int <Value1>k__BackingField;

    [CompilerGenerated]
    [DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
    private int <Value2>k__BackingField;

    public int Value1
    {
        [CompilerGenerated]
        get
        {
            return <Value1>k__BackingField;
        }
        [CompilerGenerated]
        set
        {
            <Value1>k__BackingField = value;
        }
    }

    public int Value2
    {
        [CompilerGenerated]
        get
        {
            return <Value2>k__BackingField;
        }
        [CompilerGenerated]
        set
        {
            <Value2>k__BackingField = value;
        }
    }
}

因此,正如您所看到的,编译器仍然使用字段来存储值,因为字段是将值存储到对象中的唯一方法。

正如你所见,虽然财产和字段有相似的用法语法,但它们是非常不同的概念。即使您使用自动财产或事件,隐藏字段也由编译器生成,真实数据存储在这里。

如果需要使外部世界(类的用户)可以访问字段值,请不要使用公共或受保护的字段。字段始终应标记为私有。财产允许您进行值检查、格式化、转换等,通常会使代码更安全、更可读、更可扩展,以便将来进行修改。