C#中，struct與property的“愛恨糾葛”

本文转载自 HenryFenny 查看原文 2014-05-23 0 C# struct property/ struct/ c#/ property

前言：我也是才開始從底層安全轉為應用軟件開發，由於因緣巧合開始從事C#開發，從零開始的學習過程中遇到一些非常有意思的現象，這里記錄下來，也一並把自己的理解寫下，如果對了，希望能給他人幫助；如果錯了，也希望大家諒解。

1. A property which is a struct.

根據《effective c#》中的第一條：“Use Properties Instead of Accessible Data Members"，反正就是多叫我們用property。這里遇到的問題是，如果一個類Program中，有個property叫做Prop，但是這個Prop封裝的其實是個struct類型的對象，那么會有什么有意思的東西呢？上代碼：

namespace test
{
    struct MyStruct
    {
        public int i;
    }

    class Program
    {
        private MyStruct Prop { get; set; }

        public static void Main(string[] args)
        {
            Console.Read();
        }

        public void Bug()
        {
            Prop.i = 2;
        }
    }
}

VS2013報錯為：Error1Cannot modify the return value of 'test.Program.Prop' because it is not a variable... so，為什么？在stackflow上面也查了，得到的回答大多數是說”struct is immutable“等等。但是這好像說不通，一是我這個struct沒有任何一個field聲明為readonly，完完全全是mutable的；二是immutable的話，錯誤提示的應該不是這個。經過小小的研究和實驗，得出如下結論：

這里的Prop的get訪問控制器返回一個MyStruct對象，但是由於在C#中，struct是值類型，而get實際上就是個函數，在這里該函數返回MyStruct對象，所以這里其實返回的是個臨時對象。（class返回的是引用）。
這里調用的不是set，而是get。（set在下文的解決方案中用到）
C#中，對於值類型的臨時對象而言，不允許改變，所以stackflow上面的那些大牛說的struct is immutable指的實際上是“臨時的struct對象是immutable的“。
（這點和這個問題無關）struct類型的話，按照最佳的C#設計，確實應當全部設計為immutable的，即其中的所有field全部都是readonly。

這就是為什么會報錯的原因，那么如何使用這類property呢？上代碼：

        public void Bug()
        {
            Prop = new MyStruct() { i = 2 };
        }

代碼編譯通過，並且實驗證明確實更改了。因為自動生成屬性中的set一般實現{ prop=value}，把一個struct復制到另一個struct是可行的，所以這里成立。看來C#方便是方便，但是還是有些想當然的地方要靜下心來好好琢磨琢磨，說到底還是自己對代碼的感知能力不足，還是要再接再厲啊。 (2014-5-20)

2. A property which is in a struct

這次遇到的問題是在一個struct類型的定義中，添加property后，導致一些問題。這些問題在class上也有。根據廣大人民在網上的記錄（博客、論壇等），還有某些經典著作中，都有對比struct和class之間的區別。其中就有一條是說”strcut不需要new“。比如在《Professional C# 2012 and .NET 4.5》——即《C#高級編程》（不推薦看中文版，個別地方完全翻錯），英文版的81頁上有如下敘述：

Dimensions point;
point.Length = 3;
point.Width = 6;

“...For a struct, however, the variable declaration actually allocates space on the stack for the entire struct,so it’s ready to assign values to." (對於一個struct對象而言，變量的聲明實際上已經在棧上為整個struct對象分配了內存，所以已經可以給該對象賦值了) 那么我們來看以下代碼：

namespace test
{
    struct MyStruct
    {
        public int Age { get; set; }
    }

    class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            MyStruct t;
            t.Age = 1;// ERROR!
            Console.Read();
        }
    }
}

這里有報錯，原因是"Use of unassigned local variable 't' "。看來是使用了沒有初始化的變量。如果改成MyStruct t=new MyStruct()，就正確了。那么，不是說struct類型可以不用new么？通過筆者的實驗和在stackflow上搜索資料，我得出如下結論：如果是不使用new，而是直接 " MyStruct t; "，那么property內部封裝的對象是沒有初始化的，這里就是private int age 沒有初始化。而初始化property的方法在我所知范圍內是不存在的，對於struct，只能在構造函數中實現；而對於class，還可以通過instance field initializer，即定義的時候就public int age=1;。經過筆者嘗試，有一種辦法可以是得“MyStruct t ”合法，即手動賦值封裝的age，代碼如下：

namespace test
{
    struct MyStruct
    {
        public int age;
        public int Age
        {
            get
            {
                return age;
            }
            set
            {
                age = value;
            }
        }
    }

    class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            MyStruct t;
            <span style="background-color: rgb(255, 255, 51);">t.age = 1;</span>
            Console.WriteLine(t.Age);
            Console.Read();
        }
    }
}

但是這樣直接破壞了封裝性，當然，struct本身一般不適用property，直接是public的field，基本沒有封裝性可言……
其他情況下，無論如何都要顯式使用構造器和new語句。通過修改后的代碼如下：

namespace test
{
    struct MyStruct
    {
        public int age;
        public int Age
        {
            get
            {
                return age;
            }
            set
            {
                age = value;
            }
        }
    }

    class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            <span style="background-color: rgb(255, 255, 51);">MyStruct t=new MyStruct();</span>
            Console.WriteLine(t.Age);
            Console.Read();
        }
    }
}

代碼運行成功，結果打出0，是默認構造器的風格

看來如果struct中出現了property，要顯示調用"new+構造器"才會初始化。一律都用new也是中偷懶的選擇…… 這個問題基本解決，主要是實用價值不大，因為struct本來封裝性就差，帶個property怎么看都有點怪…… (2014-5-20)

注意！

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