CLR类型设计之属性

          在之前的随笔中，我们探讨了参数，字段，方法，我们在开始属性之前回顾一下，之前的探讨实际上串联起来就是OOP编程的思想，在接下来的文章中，我们还会讨论接口（就是行为），举个例子：我们如果要做一个学生档案，我们需要先抽象出来有那些对象实体，比如有一个学生类，里面有学生id，姓名，年龄，班级等字段。 但是这不能满足我们的需求，我们要做学生档案管理，需要知道学生的每科成绩，所以我们还需要一个成绩类，里面定义了学生的学生Id，科目，科目分数，下面是两个类的代码示例

public sealed  class Student
    {
        //学员id
        public int StudentId;
        //姓名
        public string Name;
        //年龄
        public int Age;
        //班级名
        public string classname;
    }
    public sealed class Score {
        //学员id
        public int StudentId;
        //科目
        public string SubjectName;
        //成绩
        public int Achievement;
    }

       有了这两个类以后，我们就可以创建一个获取学员成绩的方法，方法的代码示例就不写了，OOP的思想最重要的在于尽可能的模块化可复用，当然为了实现这些，还有继承，多态等去实现目的，但是在继续实现过程中你可能会发现一些问题，当我们需要使用上面类型的时候，可以通过实例化直接使用，如下：

     Student stu = new Student();
            stu.Name = "苏云";
            stu.Age = 22;
            stu.classname = "fantasy";

      但是如果我输入一个Age为-15，程序也可以通过，字段值就会被改变为-15，年龄是不存在负数的，所以这个值是不应该通过的，这就是今天的主题，属性设置，面向对象一条很重要的原则就是数据封装，意味类型字段永远不应该公开，否则很容易因为不恰当使用而破坏对象的状态，如上文我们输入的负值，当然还有一些其他原因，比如线程安全，字段为逻辑字段，其值存在于内存中的字节，通过某个算法获取得到。但是这样做就会导致一个问题，外部方法想要访问时，由于内部不公开，所以外部无法访问

      CLR中提供了属性机制，我们完全可以不用担心上面的问题，我们改写一下例子一的代码示例，在实例化学生的时候，如果Age<1，就会抛出异常，可以看到是那个参数报出的异常，值是多少。

  public sealed  class Student
    {
        private int studentId;
        private string name;
        private int age;
        private string classname;
        //学员id
        public int StudentId { get { return (studentId); }set { studentId = value; } }
        //姓名
        public string Name{ get { return (name); }set { name = value; } }
        //年龄
        public int Age
        {
            get { return (age); }
            set
            {
                if (value<1)  throw new ArgumentOutOfRangeException("value", value.ToString(),"学生的年龄不能小于1岁");
                age = value;
                 }
        }
        //班级名
        public string Classname { get { return (classname); }set { classname = value; } }
    }

    属性机制使用起来很简单，每个属性都有名称和类型（类型不能为void），并且一个类中同一个字段名称只能出现一次，只需要get，set两个关键字，如果只有get那就是只读字段，只有set是只写字段。也可以在get上写计算方法获取到值，但是上述方法写起来是否觉得很麻烦？C#还支持自动属性实现，我们改写成绩类，示例代码如下，

  public sealed class Score {
        //学员id
        public int StudentId { get; set; }
        //科目
        public string SubjectName { get; set; }
        //成绩
        public int Achievement { get; set; }
    }

   在C#中声明get；set但是却未提供对应方法，C#会自动声明一个私有字段，这样就可以很快定义一个属性，和写字段是一样的，但需要注意的是，属性不能作为out或ref参数传给方法，而字段可以

     对象和初始化器

      在之前的代码中，我们初始化学生类需要分两步，第一实例化，第二赋值，但实际上我们可以使用更简单的语法，对象初始化器初始化一个对象，只需要像下面这样一句话就可以初始化一个对象并且赋值，他做的事情和例子2是相同的。在集合中也可以使用初始化器初始化集合。

重点： 如果类没有无参的构造函数就会出现编译时错误

Student stu1 = new Student() {
                Name="admain",Age=15,Classname="fantasy"
            };

    我们提到集合也可以用初始化器的方法初始化，但是集合的初始化和对象并不一样，首先要求对象或字段继承了IEnummerable<T>接口，我们示例常见的Dictionary集合如何初始化

Dictionary<int, string> dic = new Dictionary<int, string> {
                { 1,"张三"}, { 2,"李四"}
            };
            //等价于
            dic.Add(1, "张三");
            dic.Add(1, "李四");

     有参属性：索引器

     一个属性的get访问器方法不接收参数，则称为无参属性，用起来就和访问字段一样，除了这些与字段相似的属性，还有一种有参属性，C#里称其为索引器，下文中所有有参属性都用索引器替代，C#使用数组风格的语法来公开索引器，看下面的示例：

class MyListBox
{
    public ArrayList data = new ArrayList();
    public object this[int idx]  //this作索引器名称，idx是索引参数
    {
        get
        {
            if (idx > -1 && idx < data.Count)
            {
                return data[idx];
            }
            else
            {
                return null;
            }
        }
        set
        {
            if (idx > -1 && idx < data.Count)
            {
                data[idx] = value;
            }
            else if (idx <= data.Count)
            {
                data.Add(value);
            }
            else
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("idx", idx, "超出数组索引范围");
            }
        }
    }
}

      我们定义了一个类MyListBox，其中有一个ArrayList字段，在构造器中为其默认初始化了，在下面的代码中我们看到了如何声明一个索引器，我们返回的类型是object，索引器的返回类型一样不可以void，c#使用this[...]表达索引器,并且C#不支持静态索引器，尽管CLR支持静态有参属性，C#允许一个类型定义多个索引器，但是索引器参数集不能相同，其他一些语言中支持定义多个相同签名的索引器，因为其他一些语言中索引器可以自定命名，但是C#不允许这样做，因为C#中不允许开发人员指定索引器名称，C#为一个类型中的所有索引器都默认提供了一个叫做Item的名称，所以在C#中使用索引器只能通过不同签名来区分选择的索引器。

       CLR并不区分有参属性和无参属性，对CLR来说，每个属性都只是类型中定义的一对方法，和一些元数据。下面的示例是如何调用索引器。使用起来也很简单吧

     //初始化MyListBox
            MyListBox ba = new MyListBox {
                //集合初始化器初始化值
                data = { "张三",20,30,40},
            };
            //调用添加方法为其添加值
            ba.data.Add("5");
            ba.data.Add(6);
            for (int i = 0; i < ba.data.Count; i++)
            {
                //使用索引器打印出指定值，具体实现请查看类中get方法
                Console.WriteLine(ba.data[i]);
            }

      无参属性，初始化器，有参属性，有了这些你可以在你的方法中更好的使用字段，并且让你的数据封装更加安全，但是CLR作者本人却持有另外一种观点，作者觉得属性不如封装的方法。有兴趣的朋友可以自己翻阅CLR看看作者的观点。