C#核心学习（四）面向对象--封装（3）成员属性

目录

前言

一、什么是成员属性

属性与字段的区别

属性的组成

二、成员属性的作用

1. 数据保护与验证

2. 计算型属性

3. 延迟加载（Lazy Initialization）

三、怎么进行申明

1. 完整属性声明

2. 自动属性（Auto-Property）

3. 只读属性

四、属性的使用规则与最佳实践

1. 优先使用属性的场景

2. 命名规范

3. 性能注意事项

4. 初始化方式

---

前言

        在面向对象编程中，封装是保障代码健壮性和可维护性的核心原则之一。C#的成员属性（Property）作为实现封装的关键工具，通过统一的数据访问接口，解决了直接操作字段带来的风险与局限性。

        成员属性的核心价值在于：

1. ​可控的数据访问：通过 get 和 set 访问器，对字段的读写行为进行逻辑控制。
2. ​隐式验证机制：在数据赋值时自动执行校验规则（如范围检查、空值处理）。
3. ​灵活的扩展能力：支持动态计算值、延迟加载资源等场景，避免冗余代码。

        本文将以实用性为导向，系统讲解成员属性的本质、声明方式、典型应用场景及最佳实践，并通过完整的代码案例展示如何通过属性构建安全可靠的类结构。无论您是希望理解基础概念，还是寻求优化现有代码的方案，都能在此找到清晰的答案。

一、什么是成员属性

                        成员属性（Property）​ 是C#中一种特殊的类成员，它结合了字段（Field）和方法（Method）的特性，用于对类或结构体中的字段进行安全访问和逻辑控制。通过属性，开发者可以对外暴露数据访问的接口，同时隐藏内部实现细节，从而实现面向对象编程中的封装性。

属性与字段的区别

• ​字段（Field）​：直接存储数据的变量，通常为private，不直接对外暴露。
• ​属性（Property）​：通过get和set访问器间接操作字段，可添加逻辑验证。

属性的组成

• ​get访问器：读取属性值时调用。
• ​set访问器：设置属性值时调用（可省略实现只读属性）。
• ​支持自动属性：简化只进行简单赋值的场景。

public class Person
{
    private string _name; // 字段

    // 属性
    public string Name 
    {
        get { return _name; }
        set { _name = value; }
    }
}

基本概念
1.用于保护成员变量
2.为成员属性的获取和赋值添加逻辑处理
3.解决3p的局限性
public 外部访问
private 内部访问
protected 内部和子部访问
属性可以让成员变量在外部
只能获取 不能修改 或 只能修改 不能获取 

二、成员属性的作用

1. 数据保护与验证

        通过属性对字段赋值时，可以添加有效性验证，避免非法数据。

public class Person
{
    private int _age;

    public int Age
    {
        get { return _age; }
        set 
        {
            if (value < 0)
                throw new ArgumentException("年龄不能为负数！");
            _age = value;
        }
    }
}

2. 计算型属性

        返回通过计算得到的值，而非直接存储的字段。

public class Rectangle
{
    public double Width { get; set; }
    public double Height { get; set; }

    // 计算面积（无set访问器）
    public double Area 
    {
        get { return Width * Height; }
    }
}

3. 延迟加载（Lazy Initialization）

        在首次访问时初始化资源，优化性能。

public class DataLoader
{
    private List _data;

    public List Data
    {
        get 
        {
            if (_data == null)
                _data = LoadDataFromDatabase();
            return _data;
        }
    }
}

三、怎么进行申明

1. 完整属性声明

        包含显式定义的字段和访问器逻辑。

private string _title;

public string Title
{
    get { return _title.ToUpper(); } // 返回大写形式
    set { _title = value.Trim(); }    // 存储时去除空格
}

2. 自动属性（Auto-Property）

        编译器自动生成隐藏的字段，适用于简单场景。

public string Name { get; set; } // 自动生成私有字段

3. 只读属性

• ​初始化后不可修改：通过init关键字（C# 9.0+）。
• ​运行时只读：省略set访问器。

public class Config
{
    // 只能在构造函数或初始化器中赋值
    public string Environment { get; init; } 

    // 只能在类内部修改
    public int MaxConnections { get; private set; } 
}

四、属性的使用规则与最佳实践

1. 优先使用属性的场景

• 需要数据验证或格式转换时。
• 需要控制访问权限​（如只读、私有设置）。
• 暴露给其他程序集的API接口。

2. 命名规范

• ​Pascal命名法：首字母大写，如CustomerName。
• ​逻辑分组：相关属性集中定义，提高可读性。

3. 性能注意事项

• ​避免复杂逻辑：属性访问应快速完成，避免耗时操作。
• ​缓存结果：计算密集型操作建议缓存结果。

4. 初始化方式

• ​自动属性初始化：可直接赋值。

public string Status { get; set; } = "Active";

• 只读属性初始化：通过构造函数或初始化器。

public class Product
{
    public string Sku { get; }

    public Product(string sku)
    {
        Sku = sku; // 构造函数中赋值
    }
}

附示例：

public class Book
{
    // 私有字段
    private string _title;
    private string _author;
    private decimal _price;

    // 属性封装字段（添加验证逻辑）
    public string Title
    {
        get { return _title; }
        set 
        { 
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(value))
                throw new ArgumentException("书名不能为空！");
            _title = value.Trim();
        }
    }

    public string Author
    {
        get { return _author; }
        set 
        { 
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(value))
                throw new ArgumentException("作者名不能为空！");
            _author = value.Trim();
        }
    }

    public decimal Price
    {
        get { return _price; }
        set 
        { 
            if (value < 0)
                throw new ArgumentException("价格不能为负数！");
            _price = value;
        }
    }

    // 计算型属性（折扣价）
    public decimal DiscountPrice 
    {
        get { return _price * 0.9m; } // 打九折
    }
}

使用：

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建图书列表
        List books = new List();

        // 使用对象初始化器添加图书
        books.Add(new Book 
        {
            Title = "C# 编程指南",
            Author = "李华",
            Price = 50.0m
        });

        books.Add(new Book 
        {
            Title = ".NET 设计模式",
            Author = "王强",
            Price = 80.0m
        });

        // 遍历查找价格低于 70 的图书（使用传统循环和条件）
        Console.WriteLine("价格低于 70 的图书：");
        foreach (Book book in books)
        {
            if (book.Price < 70)
            {
                Console.WriteLine($"{book.Title} ({book.Author})");
                Console.WriteLine($"原价: {book.Price}，折扣价: {book.DiscountPrice}");
            }
        }
    }
}