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C# 属性（Property）（一文讲透）

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前言

在 C# 开发中，属性（Property） 是面向对象编程的核心概念之一。它不仅是数据封装的桥梁，更是代码规范性与可维护性的关键。对于编程初学者而言，理解属性的定义、作用及使用场景，能够帮助快速掌握面向对象的设计思想；对于中级开发者，深入探索属性的高级特性（如延迟加载、索引器等），则能显著提升代码的优雅度与复用性。本文将从基础到进阶，结合实例与比喻，系统性地讲解 C# 属性的方方面面。

一、属性的基础概念与核心作用

1.1 什么是属性？

属性（Property） 是一种用于访问对象状态的特殊成员，它通过 get 和 set 访问器控制对字段（Field）的读写操作。简单来说，属性是“包装”字段的接口，对外隐藏了字段的具体实现细节。

比喻：
可以将属性想象为银行保险箱的“访问接口”。客户（调用者）通过属性（如 GetBalance() 或 SetBalance()）操作账户金额，而无需直接接触保险箱（字段）的物理结构。

public class BankAccount
{
    private decimal _balance; // 字段（隐藏的）

    public decimal Balance // 属性
    {
        get { return _balance; }
        set { _balance = value; }
    }
}

1.2 属性的核心作用

  1. 数据封装：通过属性访问字段，避免外部直接修改字段值，确保数据的一致性。
  2. 逻辑控制：在 get 或 set 中添加验证、计算或日志记录等逻辑。
  3. 接口统一：即使字段的存储方式（如从数据库或内存中获取）发生变化，属性的外部接口保持不变。

二、属性的访问器（Accessor）详解

2.1 get 和 set 访问器

每个属性可以包含 get 和 set 两个访问器，分别用于获取和设置属性值。

示例：基础属性

public class Student
{
    private string _name; // 私有字段

    public string Name // 公共属性
    {
        get { return _name; } // 获取值
        set { _name = value; } // 设置值，value 是隐含的临时变量
    }
}

简写形式（自动属性）

C# 允许通过自动属性简化代码：

public string Name { get; set; } // 等价于上述代码

2.2 只读属性与只写属性

  • 只读属性：仅包含 get 访问器，常用于返回计算值或不可修改的数据。
  • 只写属性：仅包含 set 访问器，但实际开发中较少使用。

示例：只读属性

public class Rectangle
{
    private int _width;
    private int _height;

    public int Area // 只读属性
    {
        get { return _width * _height; }
    }
}

比喻：
只读属性就像超市的“只读价目表”，顾客可以看到价格，但无法直接修改。

三、属性的高级特性与应用场景

3.1 延迟加载（Lazy Loading）

通过 get 访问器实现延迟初始化，仅在首次访问时加载数据，提升性能。

示例：延迟加载图片资源

public class ImageLoader
{
    private Bitmap _image;
    private readonly string _filePath;

    public ImageLoader(string path)
    {
        _filePath = path;
    }

    public Bitmap Image // 属性实现延迟加载
    {
        get
        {
            if (_image == null)
                _image = LoadImageFromDisk(_filePath);
            return _image;
        }
    }

    private Bitmap LoadImageFromDisk(string path)
    {
        // 模拟耗时的磁盘读取操作
        return new Bitmap(path);
    }
}

3.2 索引器（Indexer）

索引器允许像数组一样通过索引访问对象的成员，本质是一种特殊类型的属性。

示例：自定义集合类的索引器

public class MyCollection<T>
{
    private List<T> _items = new List<T>();

    public T this[int index] // 索引器属性
    {
        get { return _items[index]; }
        set { _items[index] = value; }
    }
}

3.3 表达式主体属性

C# 6.0 引入了表达式主体属性（Expression-Bodied Properties），进一步简化代码。

public class Circle
{
    private double _radius;

    public double Area => Math.PI * _radius * _radius; // 等价于只读属性
}

四、最佳实践与注意事项

4.1 属性的命名规范

  • 遵循 PascalCase 命名规则（如 CustomerName）。
  • 避免与字段名称重复（如字段 _balance 对应属性 Balance）。

4.2 避免副作用

在 set 访问器中应仅执行与属性值相关的操作，避免引发复杂逻辑（如网络请求或数据库操作）。

错误示例：

public class InvalidExample
{
    public int Count
    {
        set 
        {
            // 不好的做法：设置 Count 同时触发网络请求
            _count = value;
            SendCountToServer(); 
        }
    }
}

4.3 使用特性（Attribute）增强属性

通过自定义特性（如 [Required]）为属性添加元数据，常用于数据验证或序列化场景。

public class User
{
    [Required(ErrorMessage = "姓名不能为空")]
    public string Name { get; set; }
}

五、实战案例：综合应用属性

案例 1：学生信息管理系统

public class Student
{
    public string Name { get; set; }

    private int _age;
    public int Age 
    {
        get => _age;
        set 
        {
            if (value < 0 || value > 150)
                throw new ArgumentOutOfRangeException("年龄应在 0-150 之间");
            _age = value;
        }
    }
}

案例 2：银行账户的余额验证

public class BankAccount
{
    private decimal _balance;

    public decimal Balance 
    {
        get => _balance;
        set 
        {
            if (value < 0)
                throw new InvalidOperationException("余额不能为负数");
            _balance = value;
        }
    }
}

六、属性在框架与设计模式中的应用

6.1 在 ASP.NET Core 中的 Model Binding

控制器的参数通过属性名与 HTTP 请求的键自动绑定，依赖属性的命名一致性。

6.2 在 MVVM 模式中的数据绑定

WPF 或 UWP 中，ViewModel 的属性通过 INotifyPropertyChanged 接口实现动态更新。

public class PersonViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    private string _name;
    public string Name 
    {
        get => _name;
        set 
        {
            _name = value;
            OnPropertyChanged();
        }
    }

    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;
    protected void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string name = null)
    {
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(name));
    }
}

结论

C# 属性（Property） 是构建健壮、可维护代码的核心工具。通过封装字段、控制访问逻辑、实现延迟加载或索引器等高级特性，开发者能够显著提升代码的规范性与扩展性。无论是基础的 get/set 访问器，还是结合设计模式的复杂场景，属性始终扮演着“数据守护者”的角色。建议读者在实践中多尝试通过属性实现业务逻辑的解耦，并结合特性、索引器等进阶功能，逐步掌握 C# 属性的精髓。

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