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所属分类：.NET技术
IL角度理解C#中字段，属性与方法的区别
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1.字段，属性与方法的区别
字段的本质是变量，直接在类或者结构体中声明。类或者结构体中会有实例字段，静态字段等（静态字段可实现内存共享功能，比如数学上的pi就可以存在静态字段）。一般来说字段应该带有private 或者 protected访问属性。一般来说字段需要通过类中的方法，或者属性来暴露给其他类。通过限制间接访问内部字段，来保护输入数据的安全。
属性的本质是类的一个成员，它提供了私有字段读，写，计算值的灵活机制。属性如果是数据成员能直接被使用，但本质是特殊方法，我们称之为访问器。它的作用是使得数据访问更容易，数据更安全，方法访问更灵活。属性使得类暴露了get,set公有方法，它隐藏了实现，get属性访问器，用来返回属性值，set属性访问器，用来设置值。综上，属性的本质是一对方法的包装，get,set。
他们是完全不同的语言元素。字段是类里保存数据的基本单元（变量），属性不能保存。
需要创建属性来控制私有变量（字段）基于对象的读写访问控制。
一个字段给其他类访问，只有两种方法，字段的访问属性修改为public，不建议，因为字段是可读可写的，无法阻止用户写某些字段，比如出生日期，只读不可写，使用属性。
字段不能抛出异常，调用方法，属性可以。
在属性里， Set 或者 Get 方法由编译器预定义好了。
2. 字段，属性与方法的IL代码
2.1 C#代码
主程序
class Program { static void Main(string[] args) { Person Tom = new Person(); Tom.SayHello(); Console.WriteLine("{0}", Tom.Name); } } Person类
public class Person { private string _name; public string _firstName; public string Name { get { // return _name; return "Hello"; } set { _name = value; } } public int Age{get;private set;} //AutoProperty generates private field for us public void SayHello() { Console.WriteLine("Hello World!"); } } 2.2 IL代码分析
2.2.1 字段的IL代码
可以看到字段的IL代码的关键字是 field。
.field private string _name .field public string _firstName 2.2.2 属性的IL代码
2.2.2.1 属性
属性的IL关键字即是property。
.property instance string Name() { .get instance string FieldPropertyMethod.Person::get_Name() .set instance void FieldPropertyMethod.Person::set_Name(string) } // end of property Person::Name 点到对应的get,set访问器。
.method public hidebysig specialname instance string get_Name() cil managed { .maxstack 1 .locals init ( [0] string V_0 ) IL_0000: nop IL_0001: ldstr "Hello" IL_0006: stloc.0 // V_0 IL_0007: br.s IL_0009 IL_0009: ldloc.0 // V_0 IL_000a: ret } // end of method Person::get_Name .method public hidebysig specialname instance void set_Name( string 'value' ) cil managed { .maxstack 8 IL_0000: nop IL_0001: ldarg.0 // this IL_0002: ldarg.1 // 'value' IL_0003: stfld string FieldPropertyMethod.Person::_name IL_0008: ret } // end of method Person::set_Name 从上可以看出get,set访问器的本质就是方法(method).由上属性就是对get,set两种方法及其访问特性的封装。由此可见，属性就是对get，set方法的封装。
2.2.2.2 自动生成属性
a. 自动生成属性代码
代码量小，实用，此语法从C#3.0开始定义自动属性
public int Age{get;private set;} b. 自动生成属性的IL代码分析
.property instance int32 Age() { .get instance int32 FieldPropertyMethod.Person::get_Age() .set instance void FieldPropertyMethod.Person::set_Age(int32) } // end of property Person::Age } // end of class FieldPropertyMethod.Person 由上可以看出，其IL代码证明也是属性。继续看get，set字段属性方法。
.method public hidebysig specialname instance int32 get_Age() cil managed { .custom instance void [System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (01 00 00 00 ) .maxstack 8 IL_0000: ldarg.0 // this IL_0001: ldfld int32 FieldPropertyMethod.Person::'<Age>k__BackingField' IL_0006: ret } // end of method Person::get_Age .method private hidebysig specialname instance void set_Age( int32 'value' ) cil managed { .custom instance void [System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (01 00 00 00 ) .maxstack 8 IL_0000: ldarg.0 // this IL_0001: ldarg.1 // 'value' IL_0002: stfld int32 FieldPropertyMethod.Person::'<Age>k__BackingField' IL_0007: ret } // end of method Person::set_Age k__BackingField 即是属性背后的字段变量，这是编译器自动生成的后台字段。由此自动属性与我们自己定义的属性功能一模一样。
2.2.3 方法的IL代码分析
IL代码中的关键字method即表示方法。
.method public hidebysig instance void SayHello() cil managed { .maxstack 8 IL_0000: nop IL_0001: ldstr "Hello World!" IL_0006: call void [System.Console]System.Console::WriteLine(string) IL_000b: nop IL_000c: ret } // end of method Person::SayHello 备注：本IL代码由rider的IL View功能产生
3 属性的功能
3.1 设置只读属性
像出生年月这种只读不能写的属性，易用属性。
public datetime birthday{get;private set;} 3.2 调用方法
在属性Count中调用CalculateNoOfRows方法；
public class Rows { private string _count; public int Count { get { return CalculateNoOfRows(); } } public int CalculateNoOfRows() { // Calculation here and finally set the value to _count return _count; } } 3.3 赖加载
有些数据加载的功能可以放在属性中加载，不放在构造函数中，以此来加快对象创建的速度。
3.4 接口继承
可以对接口里的属性进行继承，而字段不行；
3.5 属性做个简单的校验
class Name { private string MFullName=""; private int MYearOfBirth; public string FullName { get { return(MFullName); } set { if (value==null) { throw(new InvalidOperationException("Error !")); } MFullName=value; } } public int YearOfBirth { get { return(MYearOfBirth); } set { if (MYearOfBirth<1900 || MYearOfBirth>DateTime.Now.Year) { throw(new InvalidOperationException("Error !")); } MYearOfBirth=value; } } public int Age { get { return(DateTime.Now.Year-MYearOfBirth); } } public string FullNameInUppercase { get { return(MFullName.ToUpper()); } } } 例子而已，ddd中一般来说值对象来定义，校验也同样会放在值对象中。
3.6 属性中调用事件
public class Person { private string _name; public event EventHandler NameChanging; public event EventHandler NameChanged; public string Name{ get { return _name; } set { OnNameChanging(); _name = value; OnNameChanged(); } } private void OnNameChanging(){ NameChanging?.Invoke(this,EventArgs.Empty); } private void OnNameChanged(){ NameChanged?.Invoke(this,EventArgs.Empty); } 4 字段的优越性
字段作为属性的存储基元功用之外，还有没有应用场景是性能超越属性的呢？答案是肯定的，字段作为ref/out参数时，性能更优异，
下面举一例。
4.1 属性赋值代码
class Program { static void Main(string[] args) { #region 属性性能测试 Point[] points = new Point[1000000]; Initializ(points); var bigRunTime = DateTime.Now; for (int i = 0; i < points.Length; i++) { int x = points[i].X; int y = points[i].Y; TransformPoint(ref x, ref y); points[i].X = x; points[i].Y = y; } var endRunTime = DateTime.Now; var timeSpend=ExecDateDiff(bigRunTime,endRunTime); Console.WriteLine("变换后首元素坐标：{0},{1}",points[0].X,points[0].Y); Console.WriteLine("程序执行花费时间：{0}",timeSpend); #endregion } /// 程序执行时间测试 /// </summary> /// <param name="dateBegin">开始时间</param> /// <param name="dateEnd">结束时间</param> /// <returns>返回(秒)单位，比如: 0.00239秒</returns> public static string ExecDateDiff(DateTime dateBegin, DateTime dateEnd) { TimeSpan ts1 = new TimeSpan(dateBegin.Ticks); TimeSpan ts2 = new TimeSpan(dateEnd.Ticks); TimeSpan ts3 = ts1.Subtract(ts2).Duration(); //你想转的格式 return ts3.TotalMilliseconds.ToString(); } static Point[] Initializ(Point[] points) { for (int i = 0; i < points.Length; i++) { points[i] =new Point(); points[i].X = 1; points[i].Y = 2; } Console.WriteLine("首元素坐标：{0},{1}",points[0].X,points[0].Y); return points; } static void TransformPoint(ref int x, ref int y) { x = 3; y = 4; } } public class Point { public int X { get; set; } public int Y { get; set; } } 这里属性为什么不能直接绑定ref参数呢？rider的智能提示给我们做了解答
翻译过来的意思是属性返回的是临时变量，ref需要绑定特定的变量，如字段，数组元素等。
属性拷贝需要的时间：
花费时间大约是31ms。
4.2 字段赋值
class Program { static void Main(string[] args) { #region 字段性能测试 PointField[] points = new PointField[1000000]; InitializField(points); var bigRunTime = DateTime.Now; for (int i = 0; i < points.Length; i++) { TransformPoint(ref points[i].X, ref points[i].Y); } var endRunTime = DateTime.Now; var timeSpend=ExecDateDiff(bigRunTime,endRunTime); Console.WriteLine("变换后首元素坐标：{0},{1}",points[0].X,points[0].Y); Console.WriteLine("字段赋值执行花费时间：{0}",timeSpend); #endregion } /// 程序执行时间测试 /// </summary> /// <param name="dateBegin">开始时间</param> /// <param name="dateEnd">结束时间</param> /// <returns>返回(秒)单位，比如: 0.00239秒</returns> public static string ExecDateDiff(DateTime dateBegin, DateTime dateEnd) { TimeSpan ts1 = new TimeSpan(dateBegin.Ticks); TimeSpan ts2 = new TimeSpan(dateEnd.Ticks); TimeSpan ts3 = ts1.Subtract(ts2).Duration(); //你想转的格式 return ts3.TotalMilliseconds.ToString(); } static PointField[] InitializField(PointField[] points) { for (int i = 0; i < points.Length; i++) { points[i] =new PointField(); points[i].X = 1; points[i].Y = 2; } Console.WriteLine("首元素坐标：{0},{1}",points[0].X,points[0].Y); return points; } static void TransformPoint(ref int x, ref int y) { x = 3; y = 4; } } public class PointField { public int X; public int Y; } 
综上，使用字段的性能比使用属性性能提升了38.7%（31-19/31=38.7%），很可观。
究其原因，属性开辟了临时变量作为中转进行了深拷贝，而字段则是直接对地址（指针）进行解引用，直接赋值。
出赋值速度提升外，字段不需开辟临时内存，更加节省内存。
5 小技巧
在vs中prop 按tab键可自动生成属性
6 ref引用的本质
写在文末，也算是本文的彩蛋。该方法的形参通过关键字ref将变量设置成了引用。
static void TransformPoint(ref int x, ref int y) { x = 3; y = 4; } 引用ref的IL代码
.method private hidebysig static void TransformPoint( int32& x, int32& y ) cil managed 对没错，你看到了&，熟悉C语言的道友知道，在这里是取了传入整形变量的地址。所以在方法里进行解引用赋值，就能改变形参的值，
本质就是通过指针（传入变量的地址）来对形参值的修改。
参考文章：
What is the difference between a field and a property?
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