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C#开发的两个基本编程原则的深入讨论 时间：2010/2/5 11:38:00来源：本站整理作者：我要评论(0)

　学习研究.NET的早期，经常碰到一些学习C#/.NET的朋友问，要属性这种华而不实的东西做什么？后来做项目时也时常接到team里的人的抱怨反馈，为什么不直接放一个public字段？如：

class Card
{
　public string Name;
}

　　而要做一个private字段+public属性

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

　　我记得在早期的一个项目里，team中的一个朋友甚至厌烦了写private字段+public属性，尤其是碰到一大堆臃肿的data object class的时候，索性自己写了一个小工具，来提供一个类的字段名和类型，然后自动为该类生成相应的private字段+public属性。

　　我在编程的时候是个彻底的实用主义者，用稍微高雅一点的话说叫“不喜欢过度的设计”。如果真的像上面那样写Card，而且在将来没有什么改变的需求，我也不喜欢像上面第2段程序那样把事情故意搞得复杂。但如果从component的角度来讲，总有一些class是要供外部长久地使用，也潜在地在将来有被改变的需求。这时候，提供属性就很有必要了。

　　这就是这个Item试图要归纳的使用属性的理由：

　　1.可以对赋值做校验、或者额外的处理

　　2.可以做线程同步

　　3.可以使用虚属性、或者抽象属性

　　4.可以将属性置于interface中

　　5.可以提供get-only或者set-only版本，甚至可以给读、写以不同的访问权限（C# 2.0支持）

　　个人感觉3、4条是属性最大的优点，可以填补没有“虚字段”或“抽象字段”的缺憾，在设计组件的时候非常有用，也体现了C#这样的component-oriented语言的精神内涵。

　　但如果没有上述理由，而且日后对程序做大的改动可能性比较小时，我想也大可不必非要把每个public字段都要变成属性。比如在设计一些轻型的struct，用于互操作的时候，直接使用public字段没什么不好。所以，感觉本条目Bill Wagner先生使用“Always Use Properties Instead of Accessible Data Members”显得太过强硬。

　　其实，这里的讨论也表明阅读《Effective C#》一书时需要注意的地方，即Effective原则并不是放之四海而皆准的。不同的项目（组件化、复用程度较高的项目？还是“一次编写、N年都run”的项目），不同的角色（类库/组件开发人员？还是应用程序开发人员？），有着不同的Effective准则。事实上，书中很多Items都是从类库/组件开发人员的角度来考虑的。

　　关于属性的性能问题需要谈一点，如果仅仅是简单地以存取模式来使用属性，在相当程度上是没有性能损失的。因为在JIT编译过程中已经做了inline的处理。不过inline处理还是有一些基本的条件，有些情况下JIT编译器不会inline，比如虚调用，方法的IL代码长度过长（目前CLR的规定是超过32bytes为代码长度过长），有复杂的控制流逻辑，有异常处理等。这些条件都是要么根本不能使用inline（比如虚属性），要么inline的代价太大，容易导致代码的bloat，要么是inline起来很费时间——已经丧失了inline的意义，因为.NET的inline机制发生在JIT过程中。使用属性有个别让人感觉不舒服的地方，比如它影响开发人员的开发效率，但对代码运行的效率不产生影响。

　　明辨值类型和引用类型的使用场合

　　这个条款讨论的是类型设计时候的tradeoff——是将类型设计为结构还是类。Bill Wagner先生给出了一个原则“值类型用于存储数据，引用类型用于定义行为（value types store values and reference types define behavior）”。

　　如何判断这个原则的适用性，Bill Wagner也给出了一个方法，那就是首先回答下面几个问题：

　　1.该类型的主要职责是否用于数据存储？
　
　　2.该类型的公有接口是否都是一些存取属性？

　　3.是否确信该类型永远不可能有子类？

　　4.是否确信该类型永远不可能具有多态行为？

　　如果所有问题的答案都是yes，那么就应该采用值类型。这样的判断确实有很好的理由支撑，但是我个人认为“将这4个问题回答为yes”还不足以构成采用值类型的全部理由。因为在很多项目实践中，我发现值类型带来的性能问题不可小视。值类型带来的性能问题主要有两个：

　　1.由于值类型实例在栈和托管堆之间的转换而导致的box/unbox，以及由此带来的托管堆上的垃圾。

　　2.值类型默认情况下采用的是值拷贝语义，如果是比较大的值类型，在传递参数和函数返回值时，同样会带来性能问题。
　　
　　关于第1条，Bill Wagner在本条款中提到了“引用类型会给垃圾收集器带来负担”这个表面看似正确的判断。但是由于box/unbox的效应，有些情况下，反倒是值类型给垃圾收集器带来了更多的负担。比如将一些值类型放到一个集合中，然后又频繁地对其进行读写操作。如果碰到这种情况，我想“放弃结构而采用类”未尝不是一种更好的做法。事实上，将一个用作数据存储的值类型（比如System.Drawing.Point）添加到一个集合（System.Collections.ArrayList）中是一个太常见不过的操作。不过，C# 2.0中新引入的泛型技术对box/unbox的问题有极大的改善。

　　关于第2条，Scott Meyers先生在Effective C++的第22条“尽量使用pass-by-reference（传址），少用pass-by-value（传值）”中讲的比较清楚。虽然由于C#中的结构类型具有默认的深拷贝语义，没有拷贝构造器的调用。而且结构类型也没有子类，因此在某种程度上来讲不具有多态性，也就没有C++对象传值时可能出现的切割（slicing）效应。但是值拷贝的成本仍然不小。尤其是在这个值类型比较大的情况下，问题就比较严重。实际上，在.NET框架的Design Guidelines for Class Library Developers文档中，在说明什么时候应该使用结构类型的时候，其中提到了一项原则（还有其他一些并行原则）——类型实例数据的大小要小于16个字节。该文档主要是从类型的运行效率层面来考虑的，而Bill Wagner先生这里的条款主要是从类型的设计层面来考虑的。

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