C Sharp 计算属性

C#计算属性

计算属性（Computed Properties）是C#中一种特殊的属性类型，它不直接存储值，而是通过计算或逻辑来获取或设置值。计算属性通常用于封装字段访问逻辑，提供更灵活的数据操作方式。

基本概念

计算属性与普通属性的主要区别在于：

• 普通属性通常直接对应一个私有字段（backing field）
• 计算属性的值是在访问时动态计算的

计算属性通常只包含get访问器，或者包含自定义逻辑的get/set访问器。

语法结构

基本语法如下：

public 数据类型 属性名
{
    get 
    {
        // 计算逻辑
        return 计算结果;
    }
    [set 
    {
        // 设置逻辑（可选）
    }]
}

基本示例

下面是一个简单的计算属性示例，计算矩形的面积：

public class Rectangle
{
    public double Width { get; set; }
    public double Height { get; set; }
    
    // 计算属性
    public double Area 
    {
        get 
        {
            return Width * Height;
        }
    }
}

// 使用示例
Rectangle rect = new Rectangle { Width = 5, Height = 10 };
Console.WriteLine(rect.Area); // 输出: 50

高级用法

带条件的计算属性

计算属性可以包含条件逻辑：

public class Temperature
{
    private double celsius;
    
    public double Celsius
    {
        get => celsius;
        set => celsius = value;
    }
    
    public double Fahrenheit
    {
        get => (celsius * 9 / 5) + 32;
        set => celsius = (value - 32) * 5 / 9;
    }
}

基于集合的计算

计算属性常用于集合操作：

public class ShoppingCart
{
    public List<CartItem> Items { get; } = new List<CartItem>();
    
    public decimal TotalPrice
    {
        get
        {
            return Items.Sum(item => item.Price * item.Quantity);
        }
    }
}

性能考虑

计算属性每次被访问时都会执行计算，因此对于计算成本高的操作，应考虑缓存结果：

public class ExpensiveCalculation
{
    private double? cachedResult;
    
    public double Result
    {
        get
        {
            if (cachedResult == null)
            {
                // 模拟耗时计算
                cachedResult = Enumerable.Range(0, 1000000).Sum(i => Math.Sqrt(i));
            }
            return cachedResult.Value;
        }
    }
}

实际应用案例

用户界面数据绑定

在WPF或MAUI等框架中，计算属性常用于数据绑定：

public class PersonViewModel
{
    public string FirstName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }
    
    public string FullName => $"{FirstName} {LastName}";
}

业务规则封装

计算属性可以封装复杂的业务规则：

public class Order
{
    public DateTime OrderDate { get; set; }
    public decimal Amount { get; set; }
    
    public bool IsEligibleForDiscount
    {
        get
        {
            return OrderDate.DayOfWeek == DayOfWeek.Monday && 
                   Amount > 1000;
        }
    }
}

表达式体属性

C# 6.0引入了表达式体属性，简化了只读计算属性的语法：

public class Circle
{
    public double Radius { get; set; }
    
    // 表达式体属性
    public double Area => Math.PI * Radius * Radius;
}

与方法的比较

计算属性与方法的选择指南：

场景	使用属性	使用方法
简单计算	✔️	❌
耗时操作	❌	✔️
有副作用	❌	✔️
需要参数	❌	✔️

最佳实践

1. 计算属性应该是幂等的（多次调用产生相同结果） 2. 避免在计算属性中执行耗时操作 3. 考虑线程安全性（特别是在缓存实现中） 4. 遵循.NET命名约定，使用PascalCase命名属性 5. 当计算逻辑复杂时，考虑使用方法替代

常见错误

无限递归

错误示例：

public class BadExample
{
    private string name;
    
    public string Name
    {
        get => Name; // 错误：无限递归
        set => Name = value; // 错误：无限递归
    }
}

正确写法：

public class GoodExample
{
    private string name;
    
    public string Name
    {
        get => name;
        set => name = value;
    }
}

忽略性能影响

避免在频繁调用的属性中进行昂贵计算：

// 不佳的实现
public double ExpensiveValue
{
    get 
    {
        // 每次访问都执行数据库查询
        return Database.QueryExpensiveValue();
    }
}

总结

计算属性是C#中强大的特性，它：

• 提供简洁的语法封装计算逻辑
• 增强代码可读性和维护性
• 支持数据绑定等高级场景
• 遵循面向对象封装原则

合理使用计算属性可以显著提高代码质量，但需要注意性能影响和正确实现。