封装与属性 - 技术栈

封装

封装是面向对象oop的四大基本原则之一（其他三个是继承，多态，抽象）

封装的核心思想

将数据（字段）和操作数据的方法捆绑在一起，形成一个类
控制对内部实现细节的访问，将对象的内部状态（字段）隐藏起来只通过一个公开的，受控的接口（通常是属性和方法）与外部进行交互

为什么需要封装？

数据保护

防止非法修改：直接暴露类的内部字段是非常危险的，外部代码可以随意不受限制的修改这个字段的值，可能导致对象处于无效或不一致的状态（如年龄为负数，账户余额被随意扣除）
验证和控制：通过封装，你可以在设置值之前进行验证是否在合理范围内。如果无效值可以抛出异常，忽略请求或进行修正确保对象状态始终有效

隐藏实现细节

外部代码不需要知道对象是如何存储数据或执行操作的，它只需要知道对象提供了哪些方法和设置/获取哪些信息

提高灵活性和可维护性
增强安全性

敏感数据可标记为private防止外部代码直接访问和篡改

访问修饰符

访问修饰符是实现封装的关键工具，它控制类成员的可访问范围

public 访问不受限。用于定义公共接口
private 访问仅限于包含的它的类或结构体内部。这是类成员的默认访问级别。用于隐藏内部实现细节
protected 访问仅限于包含它的类以及从该类派生的类
internal 访问限于当前程序集。
protected internal 访问限于当前程序集或从包含类派生的类型
private protected 访问仅限于包含它的类或当前程序续集中从该类派生的类型

属性

属性是c#中实现分封装的一种强大机制，它提供了一种访问类或对象数据成员的替代方式，看起来像访问字段，实际上是通过方法（访问器）来执行

它的基本语法

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namespace ConsoleApp1
{
    class Myclass 
    {
        //类成员默认是私有字段 存储实际数据
        string _name;
        int _age;
        //我们可以通过定义一个（公共的接口）Name成员来对_name进行访问和修改，这样我们可以保证私有字段始终有效
        public string Name 
        {
            get { return _name; } //get访问器 读取值
            set { _name = value; }//set访问器 设置值  value是隐式参数 隐式参数是指那些没有在方法签名中显示声明，但可以在方法内部访问的参数

        }
        public int Age 
        { 
            get { return _age; }
            set 
            {
                //我们可以在set属性中判断值是否有效 无效抛出异常，有效直接给私有字段_age赋值
                if (value >= 0 && value <= 150)
                    _age = value;
                else
                    //无效抛出异常的代码逻辑
                    Console.WriteLine("抛出异常代码");
            } 
        }
    }
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
           Myclass class1 = new Myclass();
            class1.Name = "张三";
            class1.Age = 100;
            Console.WriteLine($"姓名{class1.Name}今年{class1.Age}");
        }
    }
}

关键组成部分

get访问器：

当读取属性值时调用
必须返回一个与属性值类型匹配的的值
可以包含逻辑（如计算，返回默认值等）
语法：get{...return...;}

set访问器：

当为属性赋值时调用
有一个隐式参数value 其类型与属性类型相同代表要赋值的值
通常用于将值存储到私有字段中
可以包含验证逻辑，通知逻辑，日志记录等
语法set{...}

访问器可见性

默认情况下 get和set访问器具有与属性本身相同的访问级别
也可以单独修改访问器的可见性（通常用于创建只读或只写属性）

csharp 复制代码

public string ReadOnlyName { get; private set; } // 外部只读，类内部可写
public int WriteOnlyId { private get; set; }    // 外部只写，类内部可读 (较少见)

属性的优势

访问控制：提供对字段读写操作的完全控制
添加逻辑：可以在get/set中添加验证计算等逻辑代码
数据绑定友好：属性是数据绑定机制的标准方式
语法简洁

自动属性

对于不需要在get/set中添加额外逻辑的简单属性，我们可以用自动属性

csharp 复制代码

public class Person
{
    // 自动属性 - 编译器会自动生成一个隐藏的私有后备字段
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

工作原理：编译器会在编译时自动为你生成一个私有的匿名的后备字段，并实现基于get和set访问器来操作这个字段
初始胡：可以在声明时初始化public int a {get;set;}=1;
只读自动属性在构造函数中初始化

csharp 复制代码

public class Person
{
    public string Id {get;}//只读自动属性（没有set 如果想要初始化需要在构造函数中初始化）
    public Person(int id)
    {
        Id = id;
    }
}

使用init访问器允许在对象初始化器中赋值

csharp 复制代码

namespace ConsoleApp1
{
    class Myclass 
    {
        //可以在构造函数或对象初始化器中赋值
        public int b { get; init; }
        }
    }
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
           Myclass class1 = new Myclass { b=1 };//对象初始化器
            
        }
    }
}

总结：

封装是oop的核心原则，旨在保护数据，隐藏代码细节提高代码安全性和可维护性
访问修饰符是实现封装的基础控制成员的可见性
属性是c#中实现数据封装的首选方式。通过get和set访问器提供对私有字段的受控访问，允许添加验证和逻辑
自动属性简化了不需要的额外逻辑属性的声明，编译器自动处理后备字段和基本访问器
优先使用属性而不是公共字段来暴露类的数据成员