C#中使用属性及get，set访问private字段和直接用public修饰字段的对比和理解
导语
本篇仅作为初学C#的随笔，内容较基础，适合初级水平开发者，浅谈主题中的话题，从两者的相同点，不同点，和如何选三个角度探讨，希望文章能起到抛砖引玉的作用，欢迎补充和纠正。
如果你并不想花费十分钟左右探究背后的所以然，请直接滚（动滚动条）到“public or 属性”部分
public and 属性
在我们需要对类中声明的字段（field）进行操作的时候，有两种方法：
- 将字段以
public修饰，以达到将数据暴露给所有代码的目的 - 将字段以
private修饰，通过属性（property）与属性访问器（accessor）操作字段
如果你正在看这篇文章，那么肯定有这样的疑惑：“这两种方式有什么实质性的区别么？”，将数据以private修饰将其对外隐藏、保护，然后又通过定义与之关联的属性，并以访问器来提供访问手段，和直接用public修饰的区别何在？
public关键字
顾名思义，不赘述。
查看MS Docs中的public关键字
private关键字 属性及其访问器
private关键字
查看MS Docs中的private关键字
属性
get和set访问器
查看MS Docs中的属性和访问器
相同点
| 都是类的成员 | 访问的语法相同 | 都提供类的存储 |
|---|
引自：查看字段与属性相同点的原文
public vs 属性
以下示例中：
一个简单的垃圾桶类，包含一个描述垃圾种类的字段
通过public修饰字段
用户可以将任何字符串类型的数据作为垃圾分类的值
public class GarbageCan
{public string garbageClass;//最高访问级别，除取值类型限制为string以外，没有访问限制，//任意程序中的任意代码可读写
}private static class GarbageClassification
{private static void Main(){GarbageCan can1 = new GarbageCan { garbageClass = "recyclable",};GarbageCan can2 = new Garbagecan { garbageClass = "kitchen waste",};GarbageCan can3 = new GarbageCan { garbageClass = "hazardous",};//如果我们给某个垃圾桶一个并非垃圾分类的赋值呢，比如"cat"}
}
只要你输入的是string类型的数据，垃圾桶的分类可以被任何人修改为任何值，虽然装满猫咪的垃圾桶很可爱 (>^ω^<)喵，但他们并不是某种垃圾分类啊o(╥﹏╥)o。属性作用之一便是在字段取值类型的约束下再限制字段的取值范围。
通过公有属性操作私有字段
我们引入属性并将垃圾种类字段设为private：
public class GarbageCan
{private string garbageClass = string.Empty;//最低可见度，类以外的代码无法访问，实现类的封装，//以及对数据的保护public string GarBageClass//定义私有字段的公有属性，属性是字段的自然延伸//一般规范是将对应字段的首字母大写，也有//_garbageClass -> garbageClass的写法{get { return garbageClass;}set { //对输入数据进行检查，只接受正常的垃圾分类名词if (value == "recyclable" || value == "kitchen waste" || value == "hazardous")garbageClass = value;//不合法数据将不会被写入，并输出提示信息 else Console.WriteLine("{value} is not a class of garbage!");}}
在Main()函数中尝试使用GarbageClass属性读写private字段garbageClass:
private static class GarbageClassification
{private static void Main(){GarbageCan can1 = new GarbageCan { GarbageClass = "cat", };//尝试通过set访问器给私有字段写入无效值GarbageCan can2 = new GarbageCan { GarbageClass = "recyclable", };//通过set访问器给私有字段写入有效值Console.WriteLine($"The first can's for {can1.GarbageClass} garbage.");//通过get访问器读取私有字段Console.WriteLine($"The second can's for {can2.GarbageClass} garbage.");//通过get访问器读取私有字段}
}
以上代码输出：
The first can's for garbage.//输出初始的空字符串
The second can's for recyclable garbage.
对比
可以看到，相比于public修饰的，直接暴露在外的字段，在set方法中我们自定义的if语句起到了对输入值的合理性、合法性进行限制的作用。
属性的其他一些优势
set方法内的语句除验证写入的数据外，也可以自定义其他语句，比如可以实现在字段值发生改变的时候让其他成员也进行响应的效果。- 另外，在试图读取时我们触发
get访问器，试图写入则触发set访问器，可以通过只声明get/set，或通过限制set/get的可访问性分别控制属性的只读/只写状态。
如：
public class ReadOrWriteOnly
{private bool readOnly = false;private bool writeOnly = false;public bool ReadOnly { get { return readOnly; } }//让属性只读public bool ReadOnly_1 {get { return readOnly; } protected set { readOnly = value; } }//让属性只读public bool WriteOnly { set { writeOnly = value; } }//让属性只写public bool WriteOnly_1 {protected get { return writeOnly; } set { writeOnly = value; } }//让属性只写
}
- 如果访问器内没有自定义的语句，则可以使用自动实现的属性（auto-implemented property）
查看MS Docs中的自动实现的属性
来简化属性，例：
public class UsefulTool
{//未简化的属性private string toolName = string.Empty;public string ToolName { get { return toolName; } set { toolName = value ;} }//自动实现的属性public string ToolName { get; set; } = string.Empty;
}
- 符合类的设计原则“封装性（encapsulation）”，几番周折，属性其实是对字段做了封装
“其实这里体现的就是封装的思想: 将数据与行为进行分离。” 引自：查看Java中为何使用属性的原文
当然public也有其好处
- 相比于public短短的六个字符，在对敏感度极底的字段的操作时，或许属性的方式会显得冗余了不少，
不同点
| 方式\对比 | 逻辑性、灵活性 | 存储性 | 访问性 | 安全性 |
|---|---|---|---|---|
| 属性 | 是对字段的自然延伸，有逻辑处理 | 不占用实际内存 | 操作的字段可被其他类间接访问 | 安全 |
public
|
无逻辑处理 | 分配内存空间 | 直接暴露给其他类 | 不安全 |
引自： 查看属性和字段的不同点的原文
public or 属性
那public在修饰类中字段这方面就一无是处了吗？实际还是要根据情况斟酌，关于什么时候使用什么方法，可以参考以下建议：
“公共字段：
- 允许自由读写
- 取值范围只收数据类型约束而无其他任何特定限制；
- 值的变动不需要引发类中其它任何成员的相应变化；
如果均满足上述条件，那么我们便可以大胆地使用公共字段； ”
“属性
- 要求字段只能读或只能写；
- 需要限定字段的取值范围；
- 在改变一个字段的值的时候希望改变对象的其它一些状态；
如果满足上述条件中的任何一个，就应该使用属性。”
引自：查看public和属性的适用范围原文
总结
MS Docs是C#的权威参考，其中也包括整个微软生态相关的文档以及教程，非常实用和高效。对于初学者，FreeCodeCamp的入门教程也非常不错C# Tutorial - Full Course for Beginners。
在产生本文中心问题之初，对规范性的概念甚是稀薄，并不能想通为何要先用private让其不可见后再构建属性让其可见，这不是一对矛盾么。随着理解的深入，在OOP（object-oriented programming）的思想下，通过方法操作数据是此类语言的基本特点，是设计类的原则，让类具有安全性、可维护性，而属性就做到了这一点，尽管你可以继续滥用public（并不是一棒子打死，参考上文的适用范围），自己写一个方法检查数据的输入，也可以用其他手段控制字段的读写状态etc.，但在大型项目中，很容易牵一发而动全身，类的可维护性非常重要，不论是个人开发者或者团队协作。就文章主题来说，在大型项目中，当需要对类添加新需求时，如果涉及到public字段所持有数据的修改，比如要将一个Phone的所有实例的brand字段全部设为"Fruit"，使用public字段你需要修改接口，并修改每个调用处的代码，使用属性只需在set方法中添加“”实现即可。
或许用近四千字来探讨如此基础的话题显得有些冗余(。-`ω´-)，可在“做什么”的背后往往有层出不穷的“为什么”。
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