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C#基础：类的三大特性之封装

news 来源：原创 2025/6/8 1:53:01

一、封装、继承、多态关系说明

封装、继承、多态这三大特性是相互关联的，封装和继承几乎都是为多态而准备的。

封装是基础，继承是关键，多态性是补充。

多态性存在于继承性之中，它是继承性的进一步扩展，没有继承就没有多态。

通过多态可以实现代码重用，减少代码量，提高代码的可扩展性和可维护性。

二、什么是封装

封装，就是将类的属性和方法封闭起来，外部成员不可直接调用，只能通过预留的接口访问。

限制对数据的直接访问，隐藏内部实现细节，仅对外提供必要的公共接口来与外部进行交互。

三、封装的好处

1、在一定程度上保证了数据的稳定性、安全性。

类内部的数据，外部无法直接访问，信任的可修改内部，不信任的不可修改内部；

防止非法操作和数据篡改，确保内部数据的安全。

2、提高代码的可维护性，降低开发难度

外部只需关注对象的公共接口，修改对象内部实现时，对其他部分的影响较小。

减少因为一处修改导致其他程序跟着被修改的情况，极大提高代码可维护性；

3、也能够简化编程，提高代码的复用

有时候我们并不想知道其原理，只需要会调用即可，外部的对象只需要访问一个简单的接口函数。

另外，把具有相似功能的方法和相关数据封装在一起形成类，在其他地方需要类似功能时，可直接使用这个类，避免重复编写代码。

4、提高程序的模块化，方便项目管理

可以将不同的功能模块划分到不同的类中，使程序结构更加清晰，便于功能管理和扩展。

四、封装体现和使用

1、类的访问修饰符

通过访问修饰符，类的属性或方法可以选择是否允许被外部访问，从而限制了外部的权限，保护了内部的数据的稳定性。

在C#中，有不同的访问修饰符：

（1）public：可以在项目外被访问，任意存取，可以被继承。

（2）pirvate：只能在本类中被访问，只可以被本类所存取，不能被继承。

（3）protected：只能在本类中被访问，可以被继承。

（4）internal：只能在同一程序集中被访问，可以跨类。可以被继承。

在C#中，新增了internal这一关键字。internal的作用域为同一程序集。

程序集的概念可以理解为一个工程、项目，编译后的dll文件或exe文件。

也就是说，internal修饰符修饰后，该类只能在单一工程内访问，如果其他项目访问是不行的。

//外部可访问的Student类
public class Student
{
    ...
}

2、类的属性

定义字段为私有private，

然后再定义一个与该字段对应的public属性，对属性设置具有对外使用的set和get方法；

外部通过属性来获取和设置类内部的字段数据；

get和set是属性访问器，分别用于读取和写入字段的值，控制对字段的访问级别和验证数据的完整性。

    // 只能类内部使用的私有字段
    private string name; 

    // 外部可访问的公开属性
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

3、类的方法/函数

将对象的行为封装在方法中，通过方法来控制对象的状态和行为，方法的访问级别也可由访问修饰符来定义。

public class Test(){
    int x =0;

    static void Main(string[] args)//程序执行入口
    {
        x=10;
        PrintFunc();
    }

    // 介于Public和private访问范围之间的，受一定保护限制的，可访问方法
    protected void PrintFunc()
    {
        x=x+1;
        Console.WriteLine("X=: {x}");
    }
}

4、类的构造函数

C# 构造函数是一种特殊的方法，用于在创建对象时初始化对象；

使用类的构造函数，对新创建的类对象里的数据进行赋值，初始化，可确保对象在使用前处于有效状态。

注意事项：

（1）构造函数的名称必须与它所属的类名完全相同，包括大小写。

（2）构造函数不允许有返回类型，包括void也不行。

（3）当使用new关键字创建类的对象时，构造函数会被自动调用。

一个类可以有多个构造方法（即多种初始化类的方法），根据创建类时传入的参数不同，自动使用不同的构造函数，对类对象进行不同初始化设置，以满足不同的创建对象的需求；

using System;

public class Student
{
    protected int id= 1;

    // 无参构造函数
    public Student()
    {
        id = 100;
        Console.WriteLine($"学生的id值为: {id}");
    }

    // 有参构造函数
    public Student(string msg)
    {
        Console.WriteLine($"学生的id值为: {id}，传入的消息为: {msg}");
    }
}

class TestProgram
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Test:");

        Student student1 = new Student();//使用无参构造函数，创建id为100的Student对象

        Student student2 = new Student("Hello");//使用带参构造函数，创建id为1的Student对象
    }
}