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對 C# 開發兩個基本原則的深入討論(一)

     編輯:關於C語言

使用屬性,避免將資料成員直接暴露給外界

學習研究 .NET 的早期,經常碰到一些學習 C#/.Net 的朋友問,要屬性這種華而不實的東西做什麼?後來做專案時也時常接到 team 裡的人的抱怨反饋,為什麼不直接放一個 public 欄位?如:

class Card
{
    public string Name;
}

而非要做一個 private 欄位 + public 屬性?

class Card
{
    private string name;
    public string Name
    {
        get { return this.name; }
        set { this.name = value; }
    }
}

我記得在早期的一個專案裡,team 中的一個朋友甚至厭煩了寫 private 欄位 + public 屬性,尤其是碰到一大堆臃腫的 data object class 時候,索性自己寫了一個小工具,來提供一個類別的欄位名和型別,然後自動為該類別生成相應的 private 欄位 + public 屬性。

我在編程的時候是個徹底的實用主義者,用稍微高雅一點的話說叫「不喜歡過度的設計」。如果真的像上面那樣寫 Card,而且在將來沒有什麼改變的需求,我也不喜歡像上面第 2 段程式那樣把事情故意搞得複雜。但如果從 component 的角度來講,總有一些 class 是要供外部長久地使用,也潛在地在將來有被改變的需求。這時候,提供屬性就很有必要了。

這就是這個 Item 試圖要歸納的使用屬性的理由:

  1. 可以對賦值做驗證、或者額外的處理
  2. 可以做線程同步
  3. 可以使用虛屬性、或者抽象屬性
  4. 可以將屬性置於介面中
  5. 可以提供 get-only 或 set-only 版本,甚至可以給讀、寫以不同的存取權限(C# 2.0 支援)

個人感覺第 3、4 條是屬性最大的優點,可以填補沒有「虛欄位」或「抽象欄位」的缺憾,在設計組件的時候非常有用,也體現了 C# 這樣的 component-oriented 語言的精神內涵。

但如果沒有上述理由,而且日後對程式做大的改動可能性比較小時,我想也大可不必非要把每個 public 欄位都要變成屬性。比如在設計一些輕型的 struct,用於互操作的時候,直接使用 public 欄位沒什麼不好。所以,感覺本條目 Bill Wagner 先生使用「Always Use Properties Instead of Accessible Data Members」顯得太過強硬。

其實,這裡的討論也表明閱讀《Effective C#》一書時需要注意的地方,即 Effective 原則並不是放之四海而皆準的。不同的專案(組件化、復用程度較高的專案?還是「一次編寫、N 年都 run」的專案),不同的角色(類庫/組件開發人員?還是應用程式開發人員?),有著不同的 Effective 準則。事實上,書中很多 Items 都是從類庫/組件開發人員的角度來考慮的。

關於屬性的效能問題需要談一點,如果僅僅是簡單地以存取模式來使用屬性,在相當程度上是沒有效能損失的。因為在 JIT 編譯過程中已經做了 inline 的處理。不過 inline 處理還是有一些基本的條件,有些情況下 JIT 編譯器不會 inline,比如虛呼叫,方法的 IL 程式碼長度過長(目前 CLR 的規定是超過 32 bytes 為程式碼長度過長),有複雜的控制流邏輯,有例外處理等。這些條件都是要麼根本不能使用 inline(比如虛屬性),要麼 inline 的代價太大,容易導致程式碼膨脹,要麼是 inline 起來很費時間——已經喪失了 inline 的意義,因為 .Net 的 inline 機制發生在 JIT 過程中。使用屬性有個別讓人感覺不舒服的地方,比如它影響開發人員的開發效率,但對程式碼執行的效率不產生影響。

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