[C#] 類別成員存取關係一覧

本篇用圖表來介紹 C# 類別成員的存取關係，有 private、protected、public，跟跨組件的成員存取，有 internal、protected internal、private protected。以及比較一般繼承與多型繼承中，會取得什麼版本的方法。

類別成員的存取

存取來源	private	protected	public
自己類別中
衍生類別中
外部

自己類別中

在自己類別中存取的情況是：

1. 在類別定義中，存取類別的成員，如 Test1。
2. 在類別定義中，透過該類別的物件存取成員，如 Test2。

所有 private、protected、public 的成員都可以存取。

public class Bar
{
  private int x;
  private void Func()
  {
    Console.WriteLine("Func called");
  }

  public void Test1()
  {
    x = 42;
    Func();
  }

  public void Test2(Bar bar)
  {
    bar.x = 42;
    bar.Func();
  }
}

衍生類別中

在衍生類別中存取的情況是：

1. 在衍生類別的定義中，存取基礎類別的成員，如 Test1。
2. 在衍生類別的定義中，透過該類別物件存取基礎類別的成員，如 Test2。

protected、public 的成員都可以存取，但 private 的成員不行。

public class Bar
{
  protected int x;
  protected void Func()
  {
    Console.WriteLine("Func called");
  }
}

public class Foo : Bar
{
  public void Test1()
  {
    x = 42;
    Func();
  }

  public void Test2(Foo foo)
  {
    foo.x = 42;
    foo.Func();
  }
}

外部

在外部存取是指：在非衍生類別中，透過該類別的物件存取。

只有 public 成員才可以存取。

public class Bar
{
  public int x;
  public void Func()
  {
    Console.WriteLine("Func called");
  }
}

public class SomeClass
{
  public void Test()
  {
    var bar = new Bar();
    bar.x = 42;
    bar.Func();
  }
}

跨組件的類別成員存取

在 C# 中，程式碼可以編譯到不同的組件（Assembly）中，並像模組或函式庫一樣，可以放到不同的程式中供取用。上述的 public、protected、privated 成員不受組件不同的影響，如 public 成員在也可以被不同組件的類別取用，但 C# 另外提供可以控制不同組件的類別成員存取的修飾詞。

相同組件中

存取來源	internal	protected internal	private protected
自己類別中
衍生類別中
外部

不同組件中

存取來源	internal	protected internal	private protected
衍生類別中
外部

• internal 與 public 相似，但只在相同組件中才是 public。
• protected internal 比起 internal 的權限稍為大一點，讓不同元件的衍生類別可以取用。
• private protected 與 protected 相似，但只在相同組件中才是 protected。

外部存取方法的版本

在基礎類別跟衍生類別中的 public 方法有相同簽章¹時，會因為關鍵字（如：new、virtual）的不同而讓類別物件存取到不同版本的方法。

一般繼承

如果沒有同簽章的方法

public class Bar
{
  public void Func()
  {
    Console.WriteLine("Bar.Func");
  }
}

public class Foo : Bar
{
}

	Bar b	Foo f
new Bar()	“Bar.Func”
new Foo()	“Bar.Func”	“Bar.Func”

上方表格以 Bar b 和 new Bar() 為例，代表的是：

Bar b = new Bar();
b.Func();

欄位內則是會輸出的訊息。

如果有同簽章的方法

如果衍生類別中有跟基礎類別同簽章的方法，則會「隱藏」基礎類別的方法，編譯器會發出警告，加上 new 關鍵字則可以告訴編譯器就是要這樣作。

public class Bar
{
  public void Func()
  {
    Console.WriteLine("Bar.Func");
  }
}

public class Foo : Bar
{
  public new void Func()
  {
    Console.WriteLine("Foo.Func");
  }
}

	Bar b	Foo f
new Bar()	“Bar.Func”
new Foo()	“Bar.Func” (1.)	“Foo.Func” (2.)

1. 在一般繼承中，如果將衍生類別的物件賦值給基礎類別的變數，該物件會被隱含轉換（implict type conversion）成基礎類別的物件，所以會使用到基礎類別的版本。
2. 因為衍生類別中「隱藏」了基礎類別的方法，所以衍生類別的物件會使用衍生類別的版本。

多型繼承

如果基礎類別有 virtual 方法，而且在衍生類別中用 override「覆寫」該方法的話，即使把衍生類別的物件賦值給基礎類別的變數，也可以取用到衍生類別的版本，稱為多型繼承。在多型繼承下，就可以讓基礎類別的變數因給與不同的衍生類別的物件，呼叫同個方法而有衍生類別上的行為，不需使用多個衍生類別的物件。

如果沒有同簽章的方法

public class Bar
{
  public virtual void Func()
  {
    Console.WriteLine("Bar.Func");
  }
}

public class Foo : Bar
{
}

	Bar b	Foo f
new Bar()	“Bar.Func”
new Foo()	“Bar.Func”	“Bar.Func”

如果基礎類別的方法沒有被「覆寫」的話，就跟一般繼承一樣，都是基礎類別的版本。

如果有同簽章的方法

public class Bar
{
  public virtual void Func()
  {
    Console.WriteLine("Bar.Func");
  }
}

public class Foo : Bar
{
  public override void Func()
  {
    Console.WriteLine("Foo.Func");
  }
}

	Bar b	Foo f
new Bar()	“Bar.Func”
new Foo()	“Foo.Func” (1.)	“Foo.Func”

1. 把衍生類別的物件賦值給基礎類別的變數，雖然會被隱含轉換，但是在多型繼承下，基礎類別的方法會被「覆寫」，所以會取用到衍生類別的版本。

參考資料

• 存取修飾詞 - Microsoft Docs
• 方法簽章 - Microsoft Docs
• 多型繼承 - Microsoft Docs
• 了解使用 Override 和 New 關鍵字的時機 - Microsoft Docs

1. 方法簽章（method signature）由存取層級（access level，如：public）、選擇性修飾詞（optional modifier，如：abstract）、回傳值、方法名稱、方法參數（parameters）構成。 ↩