C#语言入门详解 第十七讲 （字段、属性、索引器、常量）

在C#语言中，类（或结构体）包含以下成员：

什么是字段

• 字段（field）是一种表示与对象或类型（类与结构体）关联的变量
  字段是用来储存数据的，多个字段就可以描述对象的状态
• 字段是类型的成员，旧称“成员变量”
• 与对象关联的字段亦称“实例字段”
• 与类型关联的字段称为“静态字段”，有static修饰

    internal class Program{static void Main(string[] args){// 实例化一个对象Student stu1 = new Student();stu1.Age = 40;stu1.Score = 90;Student stu2 = new Student();stu2.Age = 24;stu2.Score = 60;Student.ReportAmount();  // >>>2}}class Student{// 定义实例字段（只有通过实例化之后才能被调用,不能通过类名调用）public int Age;public int Score;// 定义静态字段（通过类名调用，不能通过实例调用）public static int AverageAge;public static int AverageScore;public static int Amount;public Student(){Student.Amount++;}public static void ReportAmount(){Console.WriteLine(Student.Amount);}}

    internal class Program{static void Main(string[] args){List students = new List();for (int i = 0; i < 100; i++){Student student = new Student();student.Age = 24;student.Score = i;students.Add(student);}int totalAge = 0;int totalScore = 0;foreach (Student student in students){totalAge += student.Age;totalScore += student.Score;}Student.AverageAge = totalAge / Student.Amount;Student.AverageScore = totalScore / Student.Amount;Student.ReportAmount();  // >>>100Student.ReportAverageAge();  // >>>24Student.ReportAverageScore();  // >>>49}}class Student{// 定义实例字段（只有通过实例化之后才能被调用,不能通过类名调用）public int Age;public int Score;// 定义静态字段（通过类名调用，不能通过实例调用）public static int AverageAge;public static int AverageScore;public static int Amount;public Student(){Student.Amount++;}public static void ReportAmount(){Console.WriteLine(Student.Amount);}public static void ReportAverageAge(){Console.WriteLine(Student.AverageAge);}public static void ReportAverageScore(){Console.WriteLine(Student.AverageScore);}}

字段的声明

• 参见C#语言定义文档
  字段必须包含在类型（类和和结构体）中，不能直接写在命名空间内，不能写在方法内（局部变量）
  字段声明最常用的两种形式
  只读字段的作用：用于保存一旦实例化后就不希望被修改的数据

public int Age; // 访问级别 变量类型 变量名；
public static int Amount; // 访问级别 static 变量类型 变量名；
// 建议在声明字段时就进行初始化

// 只读实例字段readonly
internal class Program{static void Main(string[] args){Student student = new Student(1);Console.WriteLine(student.ID); // >>>1student.ID = 2; // >>>无法编译，不能修改只读字段}}class Student{// 定义实例字段（只有通过实例化之后才能被调用,不能通过类名调用）public readonly int ID;  // 只读实例字段public int Age;public int Score;// 定义静态字段（通过类名调用，不能通过实例调用）public static int AverageAge;public static int AverageScore;public static int Amount;public Student(int ID)  // 动态初始化器，每次实例化都会执行{this.ID = ID;  // 初始化只读字段}}

// 静态只读字段
internal class Program
{static void Main(string[] args){Console.WriteLine(Brush.DefaultColor.Red);  // >>>0Console.WriteLine(Brush.DefaultColor.Green);  // >>>0Console.WriteLine(Brush.DefaultColor.Blue);  // >>>0}
}
struct Color
{public int Red;public int Green;public int Blue;
}class Brush
{public static readonly Color DefaultColor = new Color() { Red = 0, Green = 0, Blue = 0 };// 上面的语句和下面的作用是一致的public static readonly Color DefaultColor；static Brush(){Brush.DefaultColor = new Color() { Red = 0, Green = 0, Blue = 0 };}
}

• 尽管字段声明带有分号，但不是语句
• 字段的名字一定有名词

字段的初始值

• 无显式初始值时，字段获得其类型的默认值，所以字段“永远都不会未被初始化”
• 实例字段初始化的时机——对象创建时（每次创建实例都会执行一次）
• 静态字段初始化的时机——类型被加载时（只执行一次）
• 类的初始化也有静态初始化和动态初始化

    class Student{// 定义实例字段（只有通过实例化之后才能被调用,不能通过类名调用）public int Age;public int Score;// 定义静态字段（通过类名调用，不能通过实例调用）public static int AverageAge;public static int AverageScore;public static int Amount;public Student()  // 动态初始化器，每次实例化都会执行{}static Student()  // 静态初始化器，只在类加载时被执行{}}

只读字段

• 实例只读字段
• 静态只读字段

什么是属性

• 属性（property）是一种用于访问对象或类型的特征的成员，特征反映了状态
• 属性是字段的自然扩展

// 字段怎样向属性进化的？？
// 将字段的访问级别由public改为private
// 变量名使用小写字母age
// 定义GetAge()和SetAge()方法，分别获取和设置属性值
internal class Program{static void Main(string[] args){try{Student stu1 = new Student();Student stu2 = new Student();Student stu3 = new Student();stu1.SetAge(20);stu2.SetAge(20);stu3.SetAge(200);double AverageAge = (stu1.GetAge() + stu2.GetAge() + stu3.GetAge()) / 3;Console.WriteLine(AverageAge);}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}}}class Student{private int age;public int GetAge(){ return this.age; }public void SetAge(int age){if (age > 0 & age < 100){this.age = age;}else{throw new Exception("Age value has error!!");}}}

// 在C#中属性怎么创建？？
// 定义名为Age的public变量
// 在变量名后加入{get{} set{}}
internal class Program{static void Main(string[] args){try{Student stu1 = new Student();Student stu2 = new Student();Student stu3 = new Student();stu1.Age = 20;stu2.Age = 20;stu3.Age = 20;double AverageAge = (stu1.Age + stu2.Age + stu3.Age) / 3;Console.WriteLine(AverageAge);}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}}}class Student{public int Age{get{return this.Age;}set{if (value > 0 & value < 100) // value是上下文关键字，在使用set时，value代指用户输入的指{this.Age = value;}else{throw new Exception("Age value has error!!");}}}}

• • 从命名上看，字段（field）更偏向于实例对象在内存中的布局，属性（property）更偏向于反映现实世界对象的特征
• • 对外：暴露数据，数据可以是存储在字段里的，也可以是动态计算出来的
• • 对内：保护字段不被非法值“污染”
• 属性由Get/Set方法对进化而来
• 又一个==“语法糖”==——属性背后的秘密

属性的声明

• 完整声明——后台（back）成员变量与访问器（注意使用code snippet和refactor工具）
• • 在vs中完整声明的快捷方法，在VS中输入“propfull”并按两下tab键，会自动弹出下面代码，并可以通过tab键继续修改

private int myVar;
public int MyProperty
{get { return myVar; }set { myVar = value; }
}

• 简略声明——只有访问器（查看IL代码）
• • 在vs中完整声明的简略声明，在VS中输入“prop”并按两下tab键，会自动弹出下面代码，并可以通过tab键继续修改

public int MyProperty { get; set; }

• 动态计算值的属性
• 注意实例属性的静态属性
• 属性的名字一定是名词
• 只读属性——只用getter没有setter
• • 尽管语法上正确，几乎没有人使用“只写属性”，因为属性的主要目的是通过向外暴露数据而表示对象/类型的状态

属性与字段的关系

• 一般情况下，他们都用于实体的状态
• 属性大多数情况下是字段的包装器
• 建议：永远使用属性（而不是字段）来暴露数据，即字段永远都是private或protected的

什么是索引器

• 索引器（indexer）是这样一种成员：它使对象能够用与数组相同的方式（即使用下标）进行索引

internal class Program{static void Main(string[] args){Student student = new Student();var mathScore = student["Math"];Console.WriteLine(mathScore==null); // >>>turestudent["Math"] = 90;var newMathScore = student["Math"];Console.WriteLine(newMathScore); // >>>90}}class Student{// 声明一个名为scoreDictionary的字典private Dictionary scoreDictionary = new Dictionary();// 创建索引器，快捷方式indexer+两下tab// int?表示可以是空值public int? this[string subject]{get { /* return the specified index here */ if (this.scoreDictionary.ContainsKey(subject)){return scoreDictionary[subject];}else{return null;}}set { /* set the specified index to value here */if (value.HasValue == false){throw new Exception("Score cannot be null");}if (this.scoreDictionary.ContainsKey(subject)){scoreDictionary[subject] = value.Value;}else{this.scoreDictionary.Add(subject, value.Value);}}}}

索引器的声明

• 参见C#语言定义文档
• 注意：没有静态索引器

什么是常量

• 常量（constant）是表示常量值（即，可以在编译时计算的值）的类成员
• 常量隶属于类型而不是对象，即没有“实例常量”
• • “实例常量”的角色由只读实例字段来担当

常量的声明

public const double PI;

各种“只读”的应用场景

• 为了提高程序的可读性和执行效率——常量
• 为了防止对象的值被改变——只读字段
• 向外暴露不允许修改的数据——只读属性（静态或非静态），功能与常量有一些重叠
• 当希望成为常量的值其类型不能被常量声明接受时（类/自定义结构体）——静态只读字段