【C#基础知识 5】2. 基本语法 -- 2.4 属性

C#基础知识 2：基本语法

2.4 属性

属性 是类或结构中的成员，用于提供对字段的受控访问。属性允许您定义如何读取、写入或计算字段的值。以下是属性的详细讲解，包括其优点、缺点以及代码示例。

2.4.1 属性的基本概念

属性 是类或结构中的成员，提供对字段的受控访问。属性可以包含 get 和 set 访问器，分别用于读取和写入字段的值。

示例：

csharp

public class Person
{
    // 私有字段
    private string name;
    private int age;

    // 公共属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set
        {
            if (value >= 0)
            {
                age = value;
            }
            else
            {
                throw new ArgumentException("Age cannot be negative.");
            }
        }
    }
}

2.4.2 属性的声明和使用

属性声明 包括属性的类型、名称和访问器（get 和 set）。

示例：

csharp

public class Person
{
    // 私有字段
    private string name;

    // 公共属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }
}

属性使用 通过对象访问属性。

示例：

csharp

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person person = new Person();
        person.Name = "Alice"; // 使用set访问器设置值
        Console.WriteLine(person.Name); // 使用get访问器获取值
    }
}

2.4.3 属性的优点

1. 封装：

   • 通过属性，可以控制对字段的访问，提高数据的安全性。
   • 可以在 set 访问器中添加验证逻辑。

2. 代码重用：

   • 属性可以被多次使用，避免重复代码。
   • 提高代码的可重用性和可维护性。

3. 提高可读性：

   • 属性名可以清晰地描述其功能。
   • 通过属性访问字段，代码更易于理解和阅读。

4. 灵活性：

   • 可以在不改变类接口的情况下，修改字段的实现细节。
   • 例如，可以在 get 或 set 访问器中添加日志记录或性能计数。

5. 多态性：

   • 通过继承和接口实现多态性，提高代码的灵活性和可扩展性。

2.4.4 属性的缺点

1. 复杂性增加：

   • 对于小型项目，使用属性可能会增加不必要的复杂性。
   • 需要额外的时间来设计和管理属性结构。

2. 学习曲线：

   • 对于初学者，理解属性的概念和使用方法可能需要一些时间。

3. 性能开销：

   • 属性访问可能会带来一定的性能开销，尤其是在性能敏感的应用中。

4. 内存消耗：

   • 每个属性访问都会占用一定的内存，可能导致内存消耗增加。

2.4.5 属性的代码示例

以下是一些详细的代码示例，展示了如何声明和使用属性。

示例1：简单的属性

文件1：Person.cs

csharp

public class Person
{
    // 私有字段
    private string name;

    // 公共属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }
}

文件2：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person person = new Person();
        person.Name = "Alice"; // 使用set访问器设置值
        Console.WriteLine(person.Name); // 使用get访问器获取值
    }
}

示例2：带有验证逻辑的属性

文件1：Person.cs

csharp

public class Person
{
    // 私有字段
    private string name;
    private int age;

    // 公共属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set
        {
            if (value >= 0)
            {
                age = value;
            }
            else
            {
                throw new ArgumentException("Age cannot be negative.");
            }
        }
    }
}

文件2：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person person = new Person();
        person.Name = "Bob";
        person.Age = 30;
        Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");

        try
        {
            person.Age = -5; // 尝试设置负年龄
        }
        catch (ArgumentException ex)
        {
            Console.WriteLine($"Error: {ex.Message}");
        }
    }
}

示例3：只读属性

文件1：Person.cs

csharp

public class Person
{
    // 私有字段
    private string name;
    private int age;

    // 构造函数
    public Person(string name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 只读属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
    }
}

文件2：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person person = new Person("Charlie", 25);
        Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");

        // 尝试修改只读属性（编译错误）
        // person.Name = "David"; // 错误：无法为只读属性赋值
    }
}

示例4：自动实现属性

文件1：Person.cs

csharp

public class Person
{
    // 自动实现属性
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

文件2：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person person = new Person();
        person.Name = "Eve";
        person.Age = 28;
        Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");
    }
}

示例5：带有逻辑的属性

文件1：Person.cs

csharp

public class Person
{
    // 私有字段
    private string name;
    private int age;

    // 公共属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set
        {
            if (value >= 0 && value <= 120)
            {
                age = value;
            }
            else
            {
                throw new ArgumentException("Age must be between 0 and 120.");
            }
        }
    }

    // 计算属性
    public string AgeCategory
    {
        get
        {
            if (age < 18)
            {
                return "Minor";
            }
            else if (age < 65)
            {
                return "Adult";
            }
            else
            {
                return "Senior";
            }
        }
    }
}

文件2：Program.cs

csharp

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person person = new Person();
        person.Name = "Frank";
        person.Age = 45;
        Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}, Age Category: {person.AgeCategory}");

        try
        {
            person.Age = 150; // 尝试设置无效年龄
        }
        catch (ArgumentException ex)
        {
            Console.WriteLine($"Error: {ex.Message}");
        }
    }
}

通过以上详细讲解和代码示例，您可以更好地理解和使用C#中的属性。属性是组织代码的重要工具，有助于提高代码的封装性、可读性和可维护性。