C#封装用法详解（附带实例）

在 C# 程序中，我们可以从顶级语句直接引用所设计的类内的成员变量（属性）和方法，像这种类内的成员变量可以让外部引用的称为公有属性，而可以让外部引用的方法称为公有方法。

所有类的属性与方法可供外部随意存取，这个设计概念最大的风险就是会有信息安全的疑虑。

【实例 1】下面是一个简单的 Bank 类，这个类创建对象完成后，会将存款金额（balance）设为 0，但是我们可以在顶级语句中随意设定 balance，即可以获得目前的存款余额。

Bank A = new Bank("Hung");
A.GetBalance();
A.balance = 1000;
A.GetBalance();

public class Bank
{
    public int balance;
    public string name;
    public Bank(string name)
    {
        this.name = name;
        this.balance = 0;
    }
    public void GetBalance()
    {
        Console.WriteLine($"{name} 目前存款余额 {this.balance}");
    }
}

执行结果为：

Hung 目前存款余额 0
Hung 目前存款余额 1000

上述程序设计最大的风险是 Bank 类外的顶级语句可以随意改变存款余额，如此造成信息上的不安全。其概念可以参考下图：

为了确保类内成员变量（属性值）的安全，有必要限制外部使其无法直接存取类内的成员变量(属性值)。这其实就是将类的成员变量隐藏起来，未来如果想要存取被隐藏的成员变量，就需使用此类的方法，外部无法得知类内是如何运作的，这个概念就是所谓的封装（encapsulation），有时候又称信息隐藏（information hiding）。此时程序设计的概念应如下所示：

C#类成员的访问控制

到目前为止，笔者所设计的类内的方法大都没有加上 public 存取修饰符（access modifier），其实可以将访问控制分成 6 个等级。

位置	public	protected internal	protected	internal	private protected	private
类内	Y	Y	Y	Y	Y	Y
衍生类 (相同项目)	Y	Y	Y	Y	Y	N
非衍生类 (相同项目)	Y	Y	N	Y	N	N
衍生类 (不同项目)	Y	Y	Y	N	N	N
非衍生类 (不同项目)	Y	N	N	N	N	N

上述列表指出了类成员有关存取修饰符的权限，下列将分别说明：

public：可解释为公开，如果我们将类的成员变量或方法设为 public，则本身类（class）、衍生类（derived class）或其他类（world）都可以存取；
protected internal：可解释为保护，如果我们将类的成员变量或方法设为 protected internal，则本身类或衍生类可以存取，相同项目的非衍生类也可以存取；
protected：可解释为保护，如果我们将类的成员变量或方法设为 protected，则本身类或衍生类可以存取，衍生类的不同项目也可以存取；
private protected：本身类、相同项目的衍生类可以存取；
private：可解释为私有，如果我们将类的成员变量或方法设为 private，则除了本身类可以存取外，衍生类（derived class）或其他类都不可以存取。

C#设计具有封装效果的程序

这里继续用 Bank 的实例说明，程序设计时若是想要类内的成员变量（属性）是安全的，无法由外部随意存取，则必须将成员变量设计为 private，其实成员变量默认就是 private。

为了可以存取这些 private 的成员变量，我们必须在 Bank 类内设计可以供顶级语句设定并取得存款金额的程序。

【实例 2】将 Bank 类数据 balance 设为 private，然后顶级语句无法存取，需使用 public 类的 void SetBalance()方法和int GetBalance() 方法，来设定并取得存款余额。

Bank A = new Bank();
A.SetBalance(1000);
Console.WriteLine(A.GetBalance());
public class Bank
{
    private int balance; // 默认的也是 private，所以也可以省略 private
    public void SetBalance(int balance)
    {
        this.balance = balance; // 设定存款余额
    }
    public int GetBalance()
    {
        return balance; // 回传存款金额
    }
}

执行结果为：

1000

上述程序中，为了区分传递参数的 balance 与类定义的 balance，笔者使用了 this 关键词，读者可以参考第 11 行，C# 程序设计时喜欢使用“下画线+变量名称”来定义类内的成员字段变量，读者可以参考下列实例。

【实例 3】使用下面线定义成员变量。

Bank A = new Bank();
A.SetBalance(1000);
Console.WriteLine(A.GetBalance());

public class Bank
{
    private int _balance; // 默认的也是 private，所以也可以省略 private
    public void SetBalance(int balance)
    {
        _balance = balance; // 设定存款余额
    }
    public int GetBalance()
    {
        return _balance; // 回传存款金额
    }
}

执行结果与实例 2 相同。

C#封装用法详解（附带实例）

C#类成员的访问控制

C#设计具有封装效果的程序

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