.NET面試題解析(05)-常量、字段、屬性、特性與委託

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弱小和無知不是生存的障礙，傲慢纔是！——《三體》

  常見面試題目:

1. const和readonly有什麼區別？

2. 哪些類型能夠定義爲常量？常量const有什麼風險？

3. 字段與屬性有什麼異同？

4. 靜態成員和非靜態成員的區別？

5. 自動屬性有什麼風險？

6. 特性是什麼？如何使用？

7. 下面的代碼輸出什麼結果？爲何？

List<Action> acs = new List<Action>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    acs.Add(() => { Console.WriteLine(i); });
}
acs.ForEach(ac => ac());

8. C#中的委託是什麼？事件是否是一種委託？

  字段與屬性的恩怨

  常量

常量的基本概念就不細說了，關於常量的幾個特色總結一下：

• 常量的值必須在編譯時肯定，簡單說就是在定義是設置值，之後都不會被改變了，她是編譯常量。
• 常量只能用於簡單的類型，由於常量值是要被編譯而後保存到程序集的元數據中，只支持基元類型，如int、char、string、bool、double等。
• 常量在使用時，是把常量的值內聯到IL代碼中的，常量相似一個佔位符，在編譯時被替換掉了。正是這個特色致使常量的一個風險，就是不支持跨程序集版本更新；

關於常量不支持跨程序集版本更新，舉個簡單的例子來講明：

public class A
{
    public const int PORT = 10086;

    public virtual void Print()
    {
        Console.WriteLine(A.PORT);
    }
}

上面一段很是簡單代碼，其生產的IL代碼以下，在使用常量變量的地方，把她的值拷過來了（把常量的值內聯到使用的地方），與常量變量A.PORT沒有關係了。假如A引用了B程序集（B.dll文件）中的一個常量，若是後面單獨修改B程序集中的常量值，只是從新編譯了B，而沒有編譯程序集A，就會出問題了，就是上面所說的不支持跨程序集版本更新。常量值更新後，全部使用該常量的代碼都必須從新編譯，這是咱們在使用常量時必需要注意的一個問題。

• 不要隨意使用常量，特別是有可能變化的數據；
• 不要隨便修改已定義好的常量值；

補充一下枚舉的本質

接着上面的const說，其實枚舉enum也有相似的問題，其根源和const同樣，看看代碼你就明白了。下面的是一個簡單的枚舉定義，她的IL代碼定義和const定義是同樣同樣的啊！枚舉的成員定義和常量定義同樣，所以枚舉其實本質上就至關是一個常量集合。

public enum EnumType : int
{
    None=0,
    Int=1,
    String=2,
}

關於字段

字段自己沒什麼好說的，這裏說一個字段的內聯初始化問題吧，可能容易被忽視的一個小問題（不過好像也沒什麼影響），先看看一個簡單的例子：

public class SomeType
{
    private int Age = 0;
    private DateTime StartTime = DateTime.Now;
    private string Name = "三體";
}

定義字段並初始化值，是一種很常見的代碼編寫習慣。但注意了，看看IL代碼結構，一行代碼（定義字段+賦值）被拆成了兩塊，最終的賦值都在構造函數裏執行的。

那麼問題來了，若是有多個構造函數，就像下面這樣，有多半個構造函數，會形成在兩個構造函數.ctor中重複產生對字段賦值的IL代碼，這就形成了沒必要要的代碼膨脹。這個其實也很好解決，在非默認構造函數後加一個「:this()」就OK了，或者顯示的在構造函數裏初始化字段。

public class SomeType
{
    private DateTime StartTime = DateTime.Now;

    public SomeType() { }

    public SomeType(string name)
    {                
    }
}

屬性的本質

屬性是面向對象編程的基本概念，提供了對私有字段的訪問封裝，在C#中以get和set訪問器方法實現對可讀可寫屬性的操做，提供了安全和靈活的數據訪問封裝。咱們看看屬性的本質，主要手段仍是IL代碼：

public class SomeType
{
    public int Index { get; set; }

    public SomeType() { }
}

上面定義的屬性Index被分紅了三個部分：

• 自動生成的私有字段「<Index>k__BackingField」
• 方法：get_Index()，獲取字段值；
• 方法：set_Index(int32 'value')，設置字段值；

所以能夠說屬性的本質仍是方法，使用面向對象的思想把字段封裝了一下。在定義屬性時，咱們能夠自定義一個私有字段，也可使用自動屬性「{ get; set; } 」的簡化語法形式。

使用自動屬性時須要注意一點的是，私有字段是由編譯器自動命名的，是不受開發人員控制的。正由於這個問題，曾經在項目開發中遇到一個所以而產生的Bug：

這個Bug是關於序列化的，有一個類，定義不少個（自動）屬性，這個類的信息須要持久化到本地文件，當時使用了.NET自帶的二進制序列化組件。後來由於一個需求變動，把其中一個字段修改了一下，須要把自動屬性改成本身命名的私有字段的屬性，就像下面實例這樣。測試序列化到本地沒有問題，反序列化也沒問題，但最終bug仍是被測試出來了，問題在與反序列化之前（修改代碼以前）的本地文件時，Index屬性的值丟失了！！！

private int _Index;
public int Index
{
    get { return _Index; }
    set { _Index = value; }
}

由於屬性的本質是方法+字段，真正的值是存儲在字段上的，字段的名稱變了，反序列化之前的文件時找不到對應字段了，致使值的丟失！這也就是使用自動屬性可能存在的風險。

  委託與事件

什麼是委託？簡單來講，委託相似於 C或 C++中的函數指針，容許將方法做爲參數進行傳遞。

• C#中的委託都繼承自System.Delegate類型；
• 委託類型的聲明與方法簽名相似，有返回值和參數；
• 委託是一種能夠封裝命名（或匿名）方法的引用類型，把方法當作指針傳遞，但委託是面向對象、類型安全的；

委託的本質——是一個類

.NET中沒有函數指針，方法也不可能傳遞，委託之所能夠像一個普通引用類型同樣傳遞，那是由於她本質上就是一個類。下面代碼是一個很是簡單的自定義委託：

public delegate void ShowMessageHandler(string mes);

看看她生產的IL代碼

咱們一行定義一個委託的代碼，編譯器自動生成了一堆代碼：

• 編譯器自動幫咱們建立了一個類ShowMessageHandler，繼承自System.MulticastDelegate（她又繼承自System.Delegate），這是一個多播委託；
• 委託類ShowMessageHandler中包含幾個方法，其中最重要的就是Invoke方法，簽名和定義的方法簽名一致；
• 其餘兩個版本BeginInvoke和EndInvoke是異步執行版本；

所以，也就不難猜想，當咱們調用委託的時候，其實就是調用委託對象的Invoke方法，能夠驗證一下，下面的調用代碼會被編譯爲對委託對象的Invoke方法調用：

private ShowMessageHandler ShowMessage;

//調用
this.ShowMessage("123");

.NET的閉包

閉包提供了一種相似腳本語言函數式編程的便捷、能夠共享數據，但也存在一些隱患。

題目列表中的第7題，就是一個.NET的閉包的問題。

List<Action> acs = new List<Action>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    acs.Add(() => { Console.WriteLine(i); });
}
acs.ForEach(ac => ac()); // 輸出了 5 5 5 5 5，全是5？這必定不是你想要的吧！這是爲何呢？

上面的代碼中的Action就是.NET爲咱們定義好的一個無參數無返回值的委託，從上一節咱們知道委託實質是一個類，理解這一點是解決本題的關鍵。在這個地方委託方法共享使用了一個局部變量i，那生成的類會是什麼樣的呢？看看IL代碼：

共享的局部變量被提高爲委託類的一個字段了：

• 變量i的生命週期延長了；
• for循環結束後字段i的值是5了；
• 後面再次調用委託方法，確定就是輸出5了；

那該如何修正呢？很簡單，委託方法使用一個臨時局部變量就OK了，不共享數據：

List<Action> acss = new List<Action>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    int m = i;
    acss.Add(() => { Console.WriteLine(m); });
}
acss.ForEach(ac => ac()); // 輸出了 0 1 2 3 4

至於原理，能夠本身探索了！

  題目答案解析:

1. const和readonly有什麼區別？

const關鍵字用來聲明編譯時常量，readonly用來聲明運行時常量。均可以標識一個常量，主要有如下區別：
一、初始化位置不一樣。const必須在聲明的同時賦值；readonly便可以在聲明處賦值，也能夠在構造方法裏賦值。
二、修飾對象不一樣。const便可以修飾類的字段，也能夠修飾局部變量；readonly只能修飾類的字段 。
三、const是編譯時常量，在編譯時肯定該值，且值在編譯時被內聯到代碼中；readonly是運行時常量，在運行時肯定該值。
四、const默認是靜態的；而readonly若是設置成靜態須要顯示聲明 。
五、支持的類型時不一樣，const只能修飾基元類型或值爲null的其餘引用類型；readonly能夠是任何類型。

2. 哪些類型能夠定義爲常量？常量const有什麼風險？

基元類型或值爲null的其餘引用類型，常量的風險就是不支持跨程序集版本更新，常量值更新後，全部使用該常量的代碼都必須從新編譯。

3. 字段與屬性有什麼異同？

• 屬性提供了更爲強大的，靈活的功能來操做字段
• 出於面向對象的封裝性，字段通常不設計爲Public
• 屬性容許在set和get中編寫代碼
• 屬性容許控制set和get的可訪問性，從而提供只讀或者可讀寫的功能 （邏輯上只寫是沒有意義的）
• 屬性可使用override 和 new

4. 靜態成員和非靜態成員的區別？

• 靜態變量使用 static 修飾符進行聲明，靜態成員在加類的時候就被加載（上一篇中提到過，靜態字段是隨類型對象存放在Load Heap上的），經過類進行訪問。
• 不帶有static 修飾符聲明的變量稱作非靜態變量，在對象被實例化時建立，經過對象進行訪問 。
• 一個類的全部實例的同一靜態變量都是同一個值，同一個類的不一樣實例的同一非靜態變量能夠是不一樣的值 。
• 靜態函數的實現裏不能使用非靜態成員，如非靜態變量、非靜態函數等。

5. 自動屬性有什麼風險？

由於自動屬性的私有字段是由編譯器命名的，後期不宜隨意修改，好比在序列化中會致使字段值丟失。

6. 特性是什麼？如何使用？

特性與屬性是徹底不相同的兩個概念，只是在名稱上比較相近。Attribute特性就是關聯了一個目標對象的一段配置信息，本質上是一個類，其爲目標元素提供關聯附加信息，這段附加信息存儲在dll內的元數據，它自己沒什麼意義。運行期以反射的方式來獲取附加信息。使用方法能夠參考：http://www.cnblogs.com/anding/p/5129178.html

7. 下面的代碼輸出什麼結果？爲何？

List<Action> acs = new List<Action>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    acs.Add(() => { Console.WriteLine(i); });
}
acs.ForEach(ac => ac());

輸出了 5 5 5 5 5，全是5！由於閉包中的共享變量i會被提高爲委託對象的公共字段，生命週期延長了

8. C#中的委託是什麼？事件是否是一種委託？

什麼是委託？簡單來講，委託相似於 C或 C++中的函數指針，容許將方法做爲參數進行傳遞。

• C#中的委託都繼承自System.Delegate類型；
• 委託類型的聲明與方法簽名相似，有返回值和參數；
• 委託是一種能夠封裝命名（或匿名）方法的引用類型，把方法當作指針傳遞，但委託是面向對象、類型安全的；

事件能夠理解爲一種特殊的委託，事件內部是基於委託來實現的。

 

版權全部，文章來源：http://www.cnblogs.com/anding

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  參考資料:

書籍：CLR via C#

書籍：你必須知道的.NET