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  • 《Effective C#》Item 1

    《Effective C#》Item 1:用属性来访问类的私有成员

    在程序中,难免要访问某个对象的私有成员。那么以前实现这类功能的方法有两种,第一种方法最简单,就是把成员访问符从“private”改为“public”即可;而另一个就是提供公有的成员访问函数来进行访问。那么现在用C#编写程序,就不再需要采用前面所说的两种方法了,而直接使用属性来完成。

    首先来看看三种方法的如何实现以及调用的,这里用一个例子来说明,即访问“EmployeeInfo”类的私有成员strName,具体如下表格所示。

    private string strName;

    访问方法

    修改成员访问符

    修改

    private string strName;

    public string strName;

    EmployeeInfo empNew...;

    string strNameValue = empNew.strName;

    empNew.strName = "me";

    公有成员函数

    增加如下两个成员函数

    public string getName()

    {

        return strName;

    }

    public void setName( string Name )

    {

        strName = Name;

    }

    EmployeeInfo empNew...;

    string strNameValue = empNew.getName();

    empNew.setName( "me" );

    属性

    增加如下属性

    public string Name

    {

        get{ return strName;}

        set{ strName = value; }

    }

    EmployeeInfo empNew...;

    string strNameValue = empNew.Name;

    empNew.Name = "me";

    那么这三种方法有什么区别呢,用如下的表格,可以更好的说明三者的区别。

    类的封装性

    代码安全性

    代码繁琐性

    代码效率

    修改成员访问符

    破坏类的封装

    存在潜在危险

    简便

    最高

    公有成员函数

    没有破坏

    安全

    繁琐,而且调用不直接

    最低

    属性

    没有破坏

    安全

    简便

    仅次于第一种方法

    (备注:这里用红色表明每一子项中最不好的)

     

           因此可以看出使用属性不但没有破坏类的封装性,没有减弱代码的安全性,而且和第一种方法一样简便,只是在效率方面要略低于第一种方法。但总体看来,在C#中用属性来访问类的私有成员是不二的选择。

    不过对于使用属性,以及如上表格所说的,难免会有人产生如下一些疑问。

    疑问一:就是用属性是否能达到成员函数那样的效果,即完成复杂的代码操作。

    其实属性的底层实现是借助于成员函数,只不过这部分转换是由系统帮忙做的,所以在编写属性的时候,可以像编写成员函数一样,即在成员函数中所能写的代码片断,完全可以在属性中套用。下面就贴出属性所转换的微软中间语言(MSIL)代码。

    .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类的Name属性所转换的中间语言代码(不过省略了函数的具体实现代码,因为这里并不是为了研究中间语言代码,如果需要对这部分有更多地了解,参看中间语言相关书籍)。

    疑问二:就是用属性的效率是否仅次于第一种方法。

    从上面很容易看出,属性在编译的时候会转换成和成员函数一样的代码,那么它的效率应该和成员函数是一样的。其实并不是这样,因为JIT编译器会把属性所转换成的两个成员函数作为内联函数,这样效率会提高很多。(注:内联函数是代码被插入到调用者代码处的函数,通过避免函数调用所产生的额外开销,从而提高执行效率。不过书中也提到,即使不是内联函数,成员函数相对于方法一的效率损失也是微乎其微的。)

    C#写程序,一提到属性,大家都会编写。其实在属性中,可以产生很多应用,接着来就分别说明。

    <!--[if !supportLists]-->1. <!--[endif]-->在属性中使用索引符,例如像“ArrayList[i]”来访问ArrayList某个成员。这里需要注意的是,属性名以及索引参数的编码格式是固定的,如“this […]”。不过索引参数可以是多个,而且不光支持整型参数,还可以使用其他类型参数。例如:

    public ReturnValueType this[ ParType1 parValue1, ParType2 parValue2]

    {

        get{...}

        set{...}

    }

    <!--[if !supportLists]-->2. <!--[endif]-->可以给属性操作加上互斥锁,以防止多线程操作时而产生的并发错误,具体如下。

    public string Name

    {

        get

        {

            lock(this)

            {

                return strName;

            }

        }

        set

        {

            lock(this)

            {

                strName = value;

            }

        }

    }

    <!--[if !supportLists]-->3. <!--[endif]-->书上还提到属性的其他应用,例如:通过接口来实现在一个类中同时提供只读属性以及非只读属性。但是我个人认为,虽然这样可以实现,但是会产生歧义,即在一个类中提供两个不同版本的属性,破坏了类的一致性,所以我并不推荐这么做。

    接着,要说说编写属性的时候,需要注意些什么,我个人认为有如下两点大的方面。

    第一个就是编写属性get部分的时候,如果当前属性的类型是引用类型的话,且不想通过属性来修改局部成员的话,最好返回局部成员的copy,而不是成员本身。

    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 );

            }

        }

    如果按照如上所写,那么class2对象可以通过Class1.Data属性访问和修改局部成员myClass1某些值,这样就可以修改了myClass2的私有成员myClass1的值,即会产生潜在错误。

    例如:

        class1 myClass1 = myClass2.Class1;

        myClass1.Data = "test2";

    如何避免这类错误呢,那么首先需要修改Class1属性的编写,其次在class1类需要提供Clone函数或者其他copy函数,具体如下

        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 );

            }

        }

    第二个需要注意的是编写属性set部分的时候,这里需要对参数进行有效性检查。因为属性是外界修改类的私有成员的入口,为了避免因为私有成员不正确而产生的错误,所以在进行属性set的时候要进行有效性检查,从而保证私有成员对于整个类来说是有效的。

    那么在实际应用当中,与属性密切相关的就是实现两个窗体之间数据访问,这可能是写WinForm程序最基本的。不过很遗憾的是,网上在回答此类问题的时候,很多人都建议用第一种方法来解决。为此,我也专门写了一篇文章,详情参看:

    http://blog.csdn.net/knight94/archive/2006/03/18/628285.aspx

    可能之前的文章没有这篇说的那么透彻,所以我也希望大家在看完之后,能真正的把属性应用到程序当中。


    转自:http://blog.csdn.net/knight94/archive/2006/06/04/772886.aspx

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