C#核心学习（八）面向对象--封装（7）终章 C#内部类和分部类

目录

一、内部类（Inner Class）

1. ​什么是内部类？

2. ​内部类的作用

3. ​如何定义内部类？

4. ​常见应用场景

二、分部类（Partial Class）

1. ​什么是分部类？

2. ​分部类的写法

3. ​分部方法（Partial Methods）​

三、内部类 vs 分部类

四、总结与注意事项

1. ​内部类的使用技巧

2. ​分部类的使用技巧

3. ​注意事项

补充一个小知识：密封类：

1.​什么是密封类？        用 sealed 关键字修饰的类，表示禁止其他类继承它，是类继承链的终点。

2.密封类的作用 

3.如何定义密封类？

4.常见应用场景

5.注意事项

6.​密封方法（扩展知识）​        在非密封类中，可用 sealed 关键字标记重写方法，禁止子类再次覆盖：

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          在C#开发中，你是否为代码臃肿、逻辑外泄或意外继承而头疼？内部类将关联逻辑嵌套封装，​分部类拆解巨型代码文件，​密封类则终结不受控的继承链——三者如同封装设计的“三叉戟”，分别解决代码组织、维护复杂度与安全性问题。本文将用真实案例解析它们的核心价值，助你写出更简洁、安全且易维护的代码。

一、内部类（Inner Class）

1. ​什么是内部类？

        内部类（嵌套类）是定义在另一个类或结构体内部的类。其主要目的是逻辑分组和封装细节。

• ​访问权限特点：
  • 默认访问修饰符为 private，可显式指定为 public/protected/internal。
  • 可访问外部类的私有成员（包括字段、方法）。

2. ​内部类的作用

• ​隐藏实现细节：将辅助类（如迭代器、状态机）隐藏在外部类内部。
• ​逻辑聚合：将与外部类紧密相关的类组织在一起。
• ​访问控制：限制内部类仅在外部类范围内使用。

3. ​如何定义内部类？

public class OuterClass 
{private string _secret = "Confidential";// 内部类private class InnerClass {public void Print(OuterClass outer) {// 访问外部类的私有字段Console.WriteLine(outer._secret);}}public void UseInnerClass() {// 创建内部类实例InnerClass inner = new InnerClass();inner.Print(this);}
}// 使用示例
OuterClass outer = new OuterClass();
outer.UseInnerClass(); // 输出 "Confidential"

4. ​常见应用场景

• ​迭代器模式：封装集合的遍历逻辑。
• ​Builder模式：隐藏复杂对象的构造过程。
• ​状态管理：在有限状态机中定义状态类。

二、分部类（Partial Class）

1. ​什么是分部类？

        分部类（partial class）允许将一个类拆分到多个文件中定义，编译器会合并处理。

• ​核心用途：
  • 分离自动生成代码与手动编写代码（如ASP.NET Web Forms、WinForms设计器文件）。
  • 大型类的模块化管理。

2. ​分部类的写法

// File1.cs
public partial class DataProcessor 
{public void LoadData() {// 数据加载逻辑}
}// File2.cs
public partial class DataProcessor 
{public void ProcessData() {// 数据处理逻辑}
}// 编译器合并后的等效代码：
public class DataProcessor 
{public void LoadData() { ... }public void ProcessData() { ... }
}

3. ​分部方法（Partial Methods）​

• 定义在分部类中的方法，可分离声明与实现。
• ​规则：
  • 必须为 partial void 方法。
  • 若未实现，编译器会移除声明。

// File1.cs
public partial class Logger 
{// 声明分部方法partial void LogStart();public void Start() {LogStart(); // 若未实现，此行代码会被移除}
}// File2.cs
public partial class Logger 
{// 实现分部方法partial void LogStart() {Console.WriteLine("Logging started.");}
}

三、内部类 vs 分部类

​特性	​内部类（嵌套类）​	​分部类（Partial Class）​
​核心目的	逻辑分组与封装细节	拆分代码到多个文件
​文件组织	同一文件中定义	跨多个文件定义
​访问权限	可访问外部类私有成员	同普通类（无特殊权限）
​典型场景	迭代器、状态类	代码生成工具、大型类模块化管理

四、总结与注意事项

1. ​内部类的使用技巧

• ​访问控制：优先设为 private，仅在需要时开放访问。
• ​避免滥用：过度嵌套会导致代码可读性下降。
• ​应用场景：适合封装与外部类强相关的辅助逻辑。

2. ​分部类的使用技巧

• ​代码生成友好性：分离工具生成的代码（如Entity Framework实体类）。
• ​团队协作：多人协作时可按功能模块拆分文件。
• ​分部方法限制：仅支持 void 返回类型且不能为 public。

3. ​注意事项

• ​内部类的序列化：嵌套类可能增加序列化复杂度。
• ​分部类的命名空间：所有分部类必须在同一命名空间。
• ​代码导航：分部类可能增加IDE中代码跳转的复杂度。

         结语：通过内部类隐藏复杂逻辑，利用分部类拆分代码文件，C#的封装特性让代码更加模块化、易维护。保持代码简洁，避免过度设计，是高效开发的关键！我目前还没有什么应用过的场景，目前来说我们不必了解太多，等到学到框架的时候，可以继续深入。

补充一个小知识：密封类：

        这个知识点，大家可以在后面看了继承以后再来观看会有更深的体会，因为在继承中，有的时候，会为了保护最底层不被继续继承后随意修改，所以使用关键字进行密封禁止其他的类继承。

1.​什么是密封类？
        用 sealed 关键字修饰的类，表示禁止其他类继承它，是类继承链的终点。

public sealed class Logger 
{public void Log(string message) {Console.WriteLine(message);}
}// 编译错误：无法继承密封类
public class FileLogger : Logger { } 

2.密封类的作用 

• ​防止派生：保护核心类逻辑，避免被意外继承或篡改（如系统类 String 是密封的）。
• ​性能优化：帮助编译器内联方法调用（减少虚方法表开销）。
• ​框架设计：明确限制用户扩展点（如某些设计模式中的最终组件）。

3.如何定义密封类？

        使用关键字 sealed

public sealed class SecurityToken 
{private byte[] _encryptedData;public void Decrypt(string key) {// 核心解密逻辑（禁止外部覆盖）}
}

注意！！！！

• ​可继承其他类：密封类自身可以继承其他非密封类。
• ​不可被继承：任何尝试继承的操作都会导致编译错误。

4.常见应用场景

• ​工具类：提供静态方法且无需扩展（如 Math 类）。
• ​敏感操作类：加密、授权等需要保护完整性的逻辑。
• ​性能关键代码：高频调用的基础类型（如游戏引擎中的向量计算类）。
• ​框架约束：明确禁止用户自定义子类（如ASP.NET中的某些管道组件）。

5.注意事项

• ​慎用密封：过度使用会限制代码扩展性，需权衡灵活性和安全性。
• ​配合静态类：若类完全无需实例化，可改用 static class（隐式密封）。
• ​单元测试：密封类可能增加Mock测试难度，可通过接口解耦。
• ​性能权衡：现代编译器优化能力较强，除非实测有收益，否则不必仅为性能而密封

6.​密封方法（扩展知识）​
        在非密封类中，可用 sealed 关键字标记重写方法，禁止子类再次覆盖：

public class Device 
{public virtual void Initialize() { }
}public class Printer : Device 
{// 子类重写并密封该方法public sealed override void Initialize() {// 打印机专用初始化}
}public class LaserPrinter : Printer 
{// 编译错误：无法覆盖密封方法public override void Initialize() { } 
}

        结语：密封类作为继承链的"终结者"，在保护核心逻辑和性能优化中扮演关键角色。结合框架设计与实际需求，合理使用能让代码更健壮、更高效！