C#中修饰符

在C#中，修饰符用于定义类、结构体、成员变量、方法等的访问权限、行为特性或约束条件。以下是C#修饰符的分类及详细说明，附有代码示例：

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一、访问修饰符

控制类或成员的可见性和访问范围。

1. public

   • 作用：公开访问，无任何限制。
   • 适用对象：类、结构体、成员（字段、方法、属性等）。

   public class MyClass {
       public int PublicField; // 任何地方均可访问
   }

2. private

   • 作用：仅在声明它的类或结构体内部可访问。
   • 默认修饰符：类成员（未显式指定时）。

   class MyClass {
       private int _privateField; // 仅限本类内部访问
   }

3. protected

   • 作用：在本类及派生类中可访问。

   class BaseClass {
       protected int ProtectedField; // 本类和子类可访问
   }
   class DerivedClass : BaseClass {
       void AccessProtected() {
           ProtectedField = 10; // 允许访问
       }
   }

4. internal

   • 作用：同一程序集（.dll或.exe）内可访问。
   • 默认修饰符：类和结构体（未显式指定时）。

   internal class InternalClass {
       internal int InternalField; // 同一程序集内可访问
   }

5. protected internal

   • 作用：同一程序集内或派生类（即使在不同程序集）中可访问。

   public class BaseClass {
       protected internal int ProtectedInternalField;
   }

6. private protected（C# 7.2+）

   • 作用：仅在同一程序集中的派生类可访问。

   public class BaseClass {
       private protected int PrivateProtectedField;
   }

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二、非访问修饰符

定义类或成员的行为特性或约束。

1. static

   • 作用：声明静态成员或类，属于类型而非实例。

   public static class MathUtils {
       public static int Add(int a, int b) => a + b; // 静态方法
       public static readonly double PI = 3.14; // 静态字段
   }
   // 调用：MathUtils.Add(1, 2);

2. readonly

   • 作用：字段只能在声明时或构造函数中赋值。

   class MyClass {
       public readonly int ReadonlyField;
       public MyClass(int value) {
           ReadonlyField = value; // 构造函数中初始化
       }
   }

3. const

   • 作用：声明编译时常量，隐式静态且必须初始化。

   public class Constants {
       public const int MaxValue = 100; // 编译时常量
   }

4. abstract

   • 作用：定义抽象类或抽象方法（无实现，需在派生类中实现）。

   public abstract class Animal {
       public abstract void Speak(); // 抽象方法
   }
   public class Dog : Animal {
       public override void Speak() => Console.WriteLine("Woof"); // 必须实现
   }

5. sealed

   • 作用：阻止类被继承，或方法被重写。

   public sealed class SealedClass { } // 不能被继承
   public class Base {
       public virtual void Method() { }
   }
   public class Derived : Base {
       public sealed override void Method() { } // 禁止进一步重写
   }

6. virtual 和 override

   • virtual：允许方法在派生类中被重写。
   • override：重写基类的虚方法或抽象方法。

   public class Base {
       public virtual void Show() => Console.WriteLine("Base");
   }
   public class Derived : Base {
       public override void Show() => Console.WriteLine("Derived");
   }

7. async

   • 作用 ：声明异步方法，通常与await配合使用。

   public async Task<int> FetchDataAsync() {
       await Task.Delay(1000);
       return 42;
   }

8. partial

   • 作用：允许类、结构体或方法分布在多个文件中。

   // File1.cs
   public partial class MyClass {
       public void MethodA() { }
   }
   // File2.cs
   public partial class MyClass {
       public void MethodB() { }
   }

9. unsafe

   • 作用：允许使用指针和非托管代码。

   public unsafe void PointerExample() {
       int value = 10;
       int* ptr = &value;
       Console.WriteLine(*ptr); // 输出10
   }

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三、其他修饰符

1. volatile

   • 作用：标记字段可能被多线程修改，禁止编译器优化。

   public class Worker {
       private volatile bool _stopFlag; // 确保多线程可见性
   }

2. extern

   • 作用：声明外部方法（通常在非托管代码中实现）。

   public class ExternalExample {
       [DllImport("user32.dll")]
       public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, int options);
   }

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四、修饰符的组合与限制

• 不允许的组合 ：
  • abstract与sealed（抽象类不能被密封）。
  • static与virtual/override（静态成员不能被重写）。
• 常见约束 ：
  • const字段隐式为static，不能与static显式组合。
  • readonly字段可以是实例或静态，但必须在构造函数或声明时初始化。

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五、总结

C#修饰符通过控制访问性和行为特性，增强了代码的封装性、安全性和灵活性。合理使用修饰符可以：

• 明确类型和成员的可见范围（如public、private）。
• 定义静态或常量的全局行为（如static、const）。
• 支持面向对象特性（如abstract、virtual）。
• 处理多线程或非托管代码（如volatile、unsafe）。

理解这些修饰符的用途和限制，是编写高质量C#代码的关键。