在 C# 中有一条重要的访问控制规则:编译器不允许派生类的可访问性高于其基类。也就是说,内部类可以继承自一个公共类,但公共类不能继承自一个内部类。
本文围绕 C# 中最常用的三个访问修饰符——public、protected和private——展开说明,并结合示例代码演示它们各自的作用范围与使用方式。
一、public:公共访问级别
public关键字是类型和类型成员的访问修饰符,公共访问是允许的最高访问级别,对访问公共成员没有任何限制。有关public与其他访问修饰符的比较,请参见可访问性级别。
在下面的示例中,声明了两个类:MyClass1和MyClass2,并直接从MyClass2访问MyClass1的公共成员x和y。
// protected_public.cs // Public access using System; class MyClass1 { public int x; public int y; } class MyClass2 { public static void Main() { MyClass1 mC = new MyClass1(); // Direct access to public members: mC.x = 10; mC.y = 15; Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", mC.x, mC.y); } }输出结果:
x = 10, y = 15如果将public访问级别更改为private或protected,将收到如下错误信息:
'MyClass1.y' is inaccessible due to its protection level.二、protected:受保护的访问级别
protected关键字是一个成员访问修饰符。从声明受保护成员的类中,以及从声明受保护成员的类派生的任何类中,都可以访问该成员。
需要注意的是:仅当访问通过派生类类型发生时,基类的受保护成员在派生类中才是可访问的。例如,请看以下代码段:
class A { protected int x = 123; } class B : A { void F() { A a = new A(); B b = new B(); a.x = 10; // Error b.x = 10; // OK } }语句a.x = 10将生成错误,因为A不是从B派生的。
- 结构成员无法声明为
protected,因为结构不支持继承。 - 对于不是从受保护成员所在类派生的类,引用其中受保护的成员是错误的。
- 有关受保护成员的更多信息,请参见 3.5.3 实例成员的受保护访问。
- 有关
protected与其他访问修饰符的比较,请参见可访问性级别。
在下面的示例中,类MyDerivedC从MyClass派生,因此可以从该派生类直接访问基类的受保护成员。
// protected_keyword.cs using System; class MyClass { protected int x; protected int y; } class MyDerivedC : MyClass { public static void Main() { MyDerivedC mC = new MyDerivedC(); // Direct access to protected members: mC.x = 10; mC.y = 15; Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", mC.x, mC.y); } }输出结果:
x = 10, y = 15如果将x和y的访问级别更改为private,编译器将发出错误信息:
'MyClass.y' is inaccessible due to its protection level. 'MyClass.x' is inaccessible due to its protection level.三、private:私有访问级别
private关键字是一个访问修饰符,私有访问是允许的最低访问级别。私有成员只有在声明它们的类和结构体中才是可访问的,同一体中的嵌套类型也可以访问那些私有成员。在定义私有成员的类或结构外引用它,会导致编译时错误。
有关private和其他访问修饰符的比较,请参见可访问性级别。
在此例中,Employee类包含一个公共成员name和一个私有成员salary。可以直接访问公共成员,对于私有成员则必须通过公共方法AccessSalary()访问。
// private_keyword.cs using System; class Employee { public string name = "xx"; double salary = 100.00; // private access by default public double AccessSalary() { return salary; } } class MainClass { public static void Main() { Employee e = new Employee(); // Accessing the public field: string n = e.name; // Accessing the private field: double s = e.AccessSalary(); } }在上面的示例中,如果试图通过如下语句直接访问私有成员:
double s = e.salary;将收到错误信息:
'Employee.Salary' is inaccessible due to its protection level.四、综合示例:三种修饰符的对比
下面通过一个完整的示例,对比public、protected和private在不同类中的可访问性差异。
using System; class TestFirst { public string s; // 公有成员 protected int i; // 保护成员 private double d; // 私有成员 public void funFirst() { s = "Welcome 同学们!"; // 正确,允许访问自身成员 i = 100; // 正确,允许访问自身成员 d = 77.77; // 正确,允许访问自身成员 } public static void Main(string[] args) { TestFirst first = new TestFirst(); TestSecond second = new TestSecond(); TestThird third = new TestThird(); first.s = "first 同学们,你好!"; Console.WriteLine("{0}", first.s); second.funSecond(); third.funThird(); } } class TestSecond : TestFirst // 在 C# 中这叫派生 { int x; // 私有成员 public void funSecond() { x = 100; // 正确,允许访问自身成员 s = "second 同学们!"; // 正确,允许访问类 TestFirst 的公有成员 Console.WriteLine("{0}", s); // d = 222.22; // 错误,不能访问类 TestFirst 的私有成员 i = 222; // 正确,允许访问类 TestFirst 的保护成员 } } class TestThird { public void funThird() { TestFirst c = new TestFirst(); // 声明类 TestFirst 的实例 c c.s = "third dongguo!"; // 正确,允许访问类 TestFirst 的公有成员 Console.WriteLine("{0}", c.s); // c.d = 333.333; // 错误,不能访问类 TestFirst 的私有成员 // c.i = 333; // 错误,不能访问类 TestFirst 的保护成员 } }从示例可以看出:
- public成员在任何位置都可以访问,包括非派生类
TestThird。 - protected成员只能在派生类
TestSecond内部通过派生类实例访问,非派生类TestThird无法访问。 - private成员只能在声明它的类
TestFirst内部访问,派生类和非派生类都无法访问。
五、小结
| 修饰符 | 访问范围 | 典型使用场景 |
|---|---|---|
public | 任何位置均可访问 | 对外暴露的 API、公共属性与方法 |
protected | 声明类及其派生类内部 | 供子类扩展或重写的成员 |
private | 仅声明它的类或结构体内部 | 内部实现细节、字段封装 |
合理选择访问修饰符,既能保证类的封装性,又能为派生类留出必要的扩展空间,是编写高质量 C# 代码的基础。
注:以上部分资源来源于 MSDN。