effective hierarchy（一）之 属性与索引器

编程笺言:“优良的设计不仅对使用过程隐去细节，也不允许数据成员被直接地访问。”

 

这一节，我们就看看索引器是如何将数组虚拟化了的......

 

一、属性

1.基本

（1）属性是字段意义上的扩充，使通过相同的语法访问；但属性不是变量，不是设计用来作为存储定位（storage location）使用，不可能把属性作为ref或out方式的参数传递；

（2）属性的语法为

　　　[attributes] [modifiers] type [interface-type.]identifier {accessor-declaration}

（3）属性综合了字段和函数的特性，对象使用者可以象使用字段一样地使用属性；而要实现属性，必须使用最少一个代码块，最多两个代码块，以表示get访问器与/或（and/or）set访问器；

（4）属性数据的实际储存以“回存”（backing store）的方式进行，回存一般使用私有字段－－以保证字段的属性，这一唯一的访问途径；

（5）属性有用于计算的读、写值的访问器（accessor）；

（6）属性可以声明在接口上，称为接口属性；接口属性的访问器中不具有体，只需使用get;和set;关键字标明--该属性是否为读写、只读或只写即可；

（7）属性又叫无参属性，它是有参属性的变形，默认的参数是value值；

（8）属性有多项用途：

a/在允许变化之前，进行数据检验；

b/透明地公开类的数据，这些数据实际上是从其它的数据源如数据库检索而来的；

c/当更改数据时，采取对应措施，如激发某个事件或改变其它字段的值；

 

 

2.属性修饰符

（1）可使用四种访问修改器，public、private、protected、internal或protected internal；

（2）同一个属性的get、set访问器可以使用不同的修改器；

（3）静态（访问）的属性，表示该属性在任何时候都可访问；

（4）虚的属性，从派生类中－－用override关键字重写属性行为，也可用sealed关键字来覆写；

（5）抽象的属性，不在该类中实现，但派生类必须实现；

（6）静态的属性，它的get、set访问器中不能使用virtual、abstract或override修饰符，否则会引起错误；

 

 

3.get访问器

（1）get访问器的主体类似于方法的格式；

（2）它必须返回属性声明的类型的值；

（3）它的执行等效于读取字段的值；例如，当从get访问器返回私有变量且能够进行优化（optimization are enabled）时，编译器负责内联（inline）调用get访问器的方法，但虚（virtual）get访问器方法除外，大体是编译器于编译时并不确定哪个方法会在运行时被调用。

（4）get访问器必须由return或throw语句中止，控制权不能转出到访问器主体之外；

（5）不建议使用get访问器来更改对象的状态（state of object），其本意是设计作返回字段值或计算且返回值使用；

//参考示例

class Employee
{
    private string name;
    public string Name
    {
        get
        {
            return name != null ? name : "NA";
        }
    }
}

 

 

4.set访问器

（1）set访问器类似于无返回值（void）的方法；

（2）使用隐式参数value，value的类型与属性的类型相同；

（3）为属性赋值时，set访问器和带着新值的参数一起被调用；

（4）为set访问器的本地变量不能使用隐式参数名value，否则会引起错误；

 

//主要用途示例

public class Employee
{
    private string name;
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }
}

public class Manager : Employee
{
    private string name;

    // Notice the use of the new modifier:
    public new string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value + ", Manager"; }
    }
}

class TestHiding
{
    static void Main()
    {
        Manager m1 = new Manager();

        // Derived class property.
        m1.Name = "John";

        // Base class property.
        ((Employee)m1).Name = "Mary";

        System.Console.WriteLine("Name in the derived class is: {0}", m1.Name);
        System.Console.WriteLine("Name in the base class is: {0}", ((Employee)m1).Name);
    }
}

/* Output  
Name in the derived class is: John, Manager 

Name in the base class is: Mary 
*/

 

//interface 属性示例
interface IEmployee
{
    string Name
    {
        get;
        set;
    }

    int Counter
    {
        get;
    }
}

public class Employee : IEmployee
{
    public static int numberOfEmployees;

    private string name;
    public string Name  // read-write instance property
    {
        get
        {
            return name;
        }
        set
        {
            name = value;
        }
    }

    private int counter;
    public int Counter  // read-only instance property
    {
        get
        {
            return counter;
        }
    }

    public Employee()  // constructor
    {
        counter = ++counter + numberOfEmployees;
    }
}

class TestEmployee
{
    static void Main()
    {
        System.Console.Write("Enter number of employees: ");
        Employee.numberOfEmployees = int.Parse(System.Console.ReadLine());

        Employee e1 = new Employee();
        System.Console.Write("Enter the name of the new employee: ");
        e1.Name = System.Console.ReadLine();

        System.Console.WriteLine("The employee information:");
        System.Console.WriteLine("Employee number: {0}", e1.Counter);
        System.Console.WriteLine("Employee name: {0}", e1.Name);
    }
}

 

二、索引器（有参属性）

1.基本

（1）索引器提供了语法便利性，以便客户端程序能象数组一样地访问类、结构或接口的实例（请问，数组索引的是什么？答，数组元素；索引器索引的是什么？答，实例中的元素）；

（2）索引器多用于以下这些类型中的实现：主要用于封装内部集合或数组的类型；

        举例，一个名为TempRecord的类，记录24小时内10个时间的温度记录，浮点型数组"temps”记录温度，DateTime型数组保存了日期。在该类中实现索引器，以使客户端用－－float temp = tr[4]，而不是float temp = tr.temps[4]－－来访问TempRecord实例中的温度。

（3）索引器符号使客户端程序的语法得到简化，同时使开发者更容易理解类的设计用途；

（4）索引器的语法为：

[attributes] [modifiers] type [interface-type.]this [formal-index-parameter-list] {accessor-declarations}

（5）索引器类型和它的参数类型，必须像索引器本身一样可访问；

（6）索引器签名是由形参的个数和类型组成，不包括（include）索引器类型或形参的名字；在一个类中声明的多个索引器，它扪的签名不能相同；

（7）索引器值不属于（classfied）变量，因此，不可能传递索引器值作为ref或out参数；

（8）要提供其它语言可以使用的索引器的名字，在声明中要使用name特性（attribute），如 

      

//TheItem是索引器名字；不提供索引器名字，则缺省为Item

[System.Runtime.CompilerServices.IndexerName("TheItem")]
// Indexer declaration

public int this [int index]
{
}

（9）索引器的索引类型不限于整数，可以使用其它如字符串等类型；使用字符串时，通过在集合中搜索来取得对应值；  

 

2.建议采纳的编程风格： 

（1）适当地增加错误处理，以避免客户端程序传递进来非法索引值；

（2）尽可能严格地限制get和set访问器的可访问性（accessibility），尤其是对set访问器。

 

3.接口中的索引器

（1）索引器可在接口上声明；它的语法为：

[attributes] [new] type this [formal-index-parameter-list] {interface-accessors}

（2）接口中索引器的访问器与类中索引器的访问器不同，表现为a/不使用修饰符 b/没有体；所以访问器的目的仅是用于指示读写、只读还是只写；

public interface ISomeInterface
{
    //...

    // Indexer declaration:
    string this[int index]
    {
        get;
        set;
    }
}

 

（3）同一接口中，索引器的签名不能相同；

 

 

   //主要用途示例：索引器示例，通过该例可以清楚地看到索引器实现对集合或数组的操作
  //故，在编译器内联后，索引器最终能够提供语法上的便利性
class TempRecord
{
    // Array of temperature values
    private float[] temps = new float[10] { 56.2F, 56.7F, 56.5F, 56.9F, 58.8F, 
                                            61.3F, 65.9F, 62.1F, 59.2F, 57.5F };

    // To enable client code to validate input when accessing your indexer.
    public int Length
    {
        get { return temps.Length; }
    }
    // Indexer declaration.
    // If index is out of range, the temps array will throw the exception.
    public float this[int index]
    {
        get
        {
            return temps[index];
        }

        set
        {
            temps[index] = value;
        }
    }
}

class MainClass
{
    static void Main()
    {
        TempRecord tempRecord = new TempRecord();
        // Use the indexer's set accessor
        tempRecord[3] = 58.3F;
        tempRecord[5] = 60.1F;

        // Use the indexer's get accessor
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {            
           System.Console.WriteLine("Element #{0} = {1}", i, tempRecord[i]);            
        }

        // Keep the console window open in debug mode.
        System.Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        System.Console.ReadKey();

    }
}
/* Output:
        Element #0 = 56.2
        Element #1 = 56.7
        Element #2 = 56.5
        Element #3 = 58.3
        Element #4 = 58.8
        Element #5 = 60.1
        Element #6 = 65.9
        Element #7 = 62.1
        Element #8 = 59.2
        Element #9 = 57.5
    */

 

 

//主要用途示例：接口上的索引器示例
// Indexer on an interface:
public interface ISomeInterface
{
    // Indexer declaration:
    int this[int index]
    {
        get;
        set;
    }
}

// Implementing the interface.
class IndexerClass : ISomeInterface
{
    private int[] arr = new int[100];
    public int this[int index]   // indexer declaration
    {
        get
        {   
            // The arr object will throw IndexOutOfRange exception.
            return arr[index];
        }
        set
        {               
            arr[index] = value;                
        }
    }
}

class MainClass
{
    static void Main()
    {
        IndexerClass test = new IndexerClass();
        System.Random rand = new System.Random();
        // Call the indexer to initialize its elements.
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            test[i] = rand.Next();
        }
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            System.Console.WriteLine("Element #{0} = {1}", i, test[i]);
        }

        // Keep the console window open in debug mode.
        System.Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        System.Console.ReadKey();
    }
}
/* Sample output:
    Element #0 = 360877544
    Element #1 = 327058047
    Element #2 = 1913480832
    Element #3 = 1519039937
    Element #4 = 601472233
    Element #5 = 323352310
    Element #6 = 1422639981
    Element #7 = 1797892494
    Element #8 = 875761049
    Element #9 = 393083859
 */

 

  

小结：

（1）属性和索引器具有相似的地方，后者被称做带参数的属性；但索引器常用于对集合或数组的封闭类，来进行访问语法的简化；

（2）它们都可以用在接口中；

（3）索引器，简言之，即对集合的实例中的数组进行操作时，可以用"实例[n]"的简洁形式。换句话说，一种语法上封装!