一、引言
在 C# 9.0 的众多新特性中，init和必需属性犹如两颗璀璨的明星，为开发者带来了前所未有的编程体验。它们的出现，极大地提升了代码的质量和开发效率，成为了众多开发者手中的得力工具。
以往，在定义只读属性时，我们往往需要在构造函数中手动赋值，这一过程不仅繁琐，还容易出错。而init只读属性的出现，让这一切变得简单而优雅。它允许我们在构造函数中初始化属性，并且在其他地方无法对其进行修改，这不仅增强了数据的安全性，还让代码的维护变得更加轻松。
必需属性则是 C# 9.0 的另一大亮点。通过将属性标记为必需，我们可以确保在对象构造时，这些属性必须被初始化，从而保证对象在创建时就处于有效的状态。这一特性在开发中尤为重要，它能够有效地避免因属性未初始化而引发的各种问题。
接下来，让我们深入探讨init和必需属性的具体用法，以及它们在实际开发中的强大作用。
二、C# 属性赋值的前世今生
在 C# 9.0 横空出世之前，开发者们在处理属性赋值时，往往采用较为传统的方式。若要定义只读属性，就需要在构造函数中手动进行赋值操作。这看似简单的过程，实则隐藏着诸多弊端。
比如，当一个类拥有多个属性时，构造函数的代码会变得冗长而繁琐。假设我们有一个Book类，包含Title、Author、PublishDate等多个属性，传统的实现方式如下：
public class Book
{
public string Title { get; private set; }
public string Author { get; private set; }
public DateTime PublishDate { get; private set; }
public Book(string title, string author, DateTime publishDate)
{
Title = title;
Author = author;
PublishDate = publishDate;
}
}
从这段代码中，我们可以清晰地看到，在构造函数中，需要逐一为每个属性进行赋值，这不仅增加了代码量，还使得构造函数的逻辑变得复杂。
此外，手动赋值的方式极易出错。一旦属性较多，开发者可能会不小心遗漏某个属性的赋值，或者将赋值的顺序写错，从而导致程序在运行时出现意想不到的错误。这种错误在大型项目中往往难以排查，给开发工作带来了极大的困扰。
而在实际的开发场景中，这种情况屡见不鲜。例如，在一个图书管理系统中，可能会有大量的Book对象需要创建，如果采用传统的属性赋值方式，不仅开发效率低下，而且容易引入各种难以发现的漏洞。这就迫切需要一种新的特性来改进属性赋值的方式，提高代码的质量和开发效率，而 C# 9.0 中的init和必需属性正是为解决这些问题而生。
三、init 只读属性详解
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3.1 init 的定义与基本语法
在 C# 9.0 中，init是一个用于属性声明的关键字 ，它允许我们创建一种特殊的只读属性。这种属性在对象初始化阶段可以被赋值，但在初始化完成后，其值就不能再被修改。这一特性为我们创建不可变对象提供了极大的便利。
init只读属性的基本语法非常简单，只需在属性声明中，将set访问器替换为init即可。例如，我们定义一个Product类，其中包含Name和Price属性：
public class Product
{
public string Name { get; init; }
public decimal Price { get; init; }
}
在这个例子中，Name和Price属性都被声明为init只读属性。这意味着在创建Product对象时，可以为这些属性赋值，但在对象创建后，就无法再对它们进行修改。
3.2 init 的工作机制
init只读属性的工作机制主要体现在对象的初始化过程中。当我们使用构造函数或对象初始化器来创建对象时，init属性可以像普通的可写属性一样被赋值。例如：
var product = new Product
{
Name = "C# 9.0编程指南",
Price = 49.99m
};
在这个例子中，通过对象初始化器为Product对象的Name和Price属性进行了赋值。这一过程是在对象的初始化阶段完成的，一旦初始化结束，这些属性就会变为只读状态。
从编译器的角度来看，init关键字的作用类似于将属性的set访问器标记为私有的，并且在初始化完成后禁止对其进行调用。这使得在代码的其他部分，尝试对init属性进行赋值时，编译器会报错，从而确保了属性的只读性。
3.3 init 的实际应用场景
在实际开发中，init只读属性有着广泛的应用场景。例如，在定义实体类时，我们通常希望某些属性在对象创建后就不再被修改，以确保数据的一致性和完整性。以Customer类为例：
public class Customer
{
public string CustomerId { get; init; }
public string Name { get; init; }
public string Email { get; init; }
}
在这个类中，CustomerId、Name和Email属性都被声明为init只读属性。这是因为在实际业务中，客户的 ID、姓名和邮箱在注册后通常不应该被随意更改。通过使用init属性，我们可以在创建Customer对象时为这些属性赋值，并且在后续的代码中，这些属性将始终保持其初始值，避免了因意外修改而导致的数据错误。
init只读属性在数据传输对象（DTO）中也非常有用。DTO 通常用于在不同的层之间传递数据，如从数据库层传递到业务逻辑层，或者从业务逻辑层传递到表示层。在这种情况下，我们希望 DTO 中的数据是不可变的，以防止在传递过程中数据被意外修改。例如，我们定义一个用于传递用户信息的UserDTO类：
public class UserDTO
{
public string UserName { get; init; }
public string Role { get; init; }
}
通过将UserName和Role属性声明为init只读属性，我们可以确保在不同层之间传递UserDTO对象时，其数据的完整性和一致性。
四、必需属性全解析
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4.1 必需属性的概念与特性
必需属性是 C# 9.0 引入的一个重要特性，它允许开发者在定义类或结构体时，指定某些属性在对象创建时必须进行初始化 。这一特性为确保对象的完整性和有效性提供了有力保障。
从本质上来说，必需属性是对属性初始化的一种强制性约束。当一个属性被标记为required时，它就如同一个 “必填项”，在对象构造的过程中，必须为其赋予一个值，否则编译器将抛出错误。这与普通属性形成了鲜明的对比，普通属性如果没有显式赋值，会使用其默认值（对于引用类型为null，对于值类型为其默认的零值）。
必需属性的存在，使得我们在创建对象时，能够明确地知道哪些属性是至关重要的，并且必须在对象初始化阶段就被正确设置。这有助于我们在开发过程中，从源头上避免因属性未初始化而导致的各种运行时错误，提高代码的健壮性和可靠性。
4.2 声明与使用必需属性
在 C# 中，声明必需属性非常简单，只需在属性声明前加上required关键字即可。例如，我们定义一个Employee类，其中包含EmployeeId、Name和Department属性，将EmployeeId和Name声明为必需属性：
public class Employee
{
public required int EmployeeId { get; init; }
public required string Name { get; init; }
public string? Department { get; init; }
}
在使用这个类创建对象时，必须为必需属性赋值。例如：
var employee = new Employee
{
EmployeeId = 1001,
Name = "Alice",
Department = "Engineering"
};
如果尝试创建对象时不为必需属性赋值，如：
var invalidEmployee = new Employee
{
// 未为EmployeeId和Name赋值
Department = "Sales"
};
编译器会立即报错，提示必需属性未初始化。这就强制开发者在创建对象时，必须正确设置必需属性的值，从而保证对象的完整性。
4.3 必需属性的优势
必需属性在实际开发中具有诸多显著优势。它极大地增强了数据的完整性。通过强制要求在对象创建时初始化关键属性，我们可以确保对象在整个生命周期中都具有有效的数据状态。在一个订单管理系统中，订单对象的OrderId和CustomerId属性通常是必需的，因为没有这些信息，订单就不具备完整的业务意义。通过将它们声明为必需属性，我们可以避免创建无效的订单对象，保证系统中数据的准确性和一致性。
必需属性有助于提高代码的健壮性。在传统的开发方式中，如果忘记为某个重要属性赋值，可能会导致程序在运行时出现空指针异常或其他难以调试的错误。而必需属性的引入，将这种潜在的错误提前到编译阶段进行检测，使得开发者能够在开发过程中尽早发现并解决问题，从而提高代码的质量和稳定性。
从代码的可读性和可维护性角度来看，必需属性也发挥着重要作用。当其他开发者阅读代码时，看到required关键字，能够立即明白哪些属性是在对象创建时必须设置的，这使得代码的意图更加清晰明了。在维护代码时，也能更加方便地确定对象的初始化要求，降低了因理解错误而引入新问题的风险。
五、init 与必需属性携手共进
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5.1 结合使用的场景与优势
在复杂的业务系统中，数据的安全性和完整性至关重要。init和必需属性的结合使用，为我们构建稳健的数据模型提供了有力支持。
在一个电商系统中，订单对象包含众多属性，如订单编号、客户信息、商品详情、订单金额等。订单编号和客户 ID 是标识订单的关键信息，它们在订单创建后不应被修改，且在创建时必须被正确设置。此时，我们可以将订单编号和客户 ID 属性声明为init且必需的属性。这样，既能确保订单对象在创建时具备完整的关键信息，又能防止在后续的业务处理过程中，这些重要属性被意外修改，从而保证了订单数据的一致性和稳定性。
从数据传输的角度来看，当我们在不同的服务之间传递数据时，例如从订单服务传递到支付服务，使用init和必需属性相结合的方式定义数据传输对象（DTO），可以确保数据在传输过程中的完整性和不可变性。支付服务接收到的订单数据是完整且不可更改的，这避免了因数据不一致或被篡改而导致的支付错误等问题。
结合使用init和必需属性还能提升代码的可读性和可维护性。其他开发者在阅读代码时，能够清晰地了解到哪些属性是对象创建时必需的，以及哪些属性在创建后是不可变的，从而更快速地理解代码的逻辑和意图。
5.2 联合使用的代码示例与解析
以下是一个结合使用init和必需属性的完整代码示例：
public record Order
{
// 必需属性，且为init只读属性
public required string OrderId { get; init; }
public required string CustomerId { get; init; }
// 普通init只读属性
public string? OrderDescription { get; init; }
public decimal TotalAmount { get; init; }
public DateTime OrderDate { get; init; } = DateTime.Now;
}
在这个Order类中，OrderId和CustomerId被声明为必需属性，并且使用了init关键字，这意味着在创建Order对象时，必须为这两个属性赋值，而且一旦赋值，它们的值在对象的生命周期内就不能再被修改。
OrderDescription是一个可选的init只读属性，它可以在对象创建时被赋值，也可以保持为null，但一旦赋值后就不能被更改。TotalAmount同样是init只读属性，用于记录订单的总金额。OrderDate属性具有一个默认值DateTime.Now，这意味着如果在创建对象时没有显式为其赋值，它将自动设置为当前时间，并且之后也不能被修改。
以下是使用这个类的示例：
var order = new Order
{
OrderId = "20240101001",
CustomerId = "C001",
OrderDescription = "购买C#编程书籍",
TotalAmount = 99.99m
};
在这个示例中，我们正确地为必需属性OrderId和CustomerId赋了值，同时也为其他可选属性进行了赋值。由于init属性的只读特性，如果在后续的代码中尝试修改这些属性的值，例如：
order.OrderId = "20240101002";// 编译错误，无法修改init属性
编译器将会报错，提示无法修改init属性，从而有效地保证了数据的安全性和完整性。
六、使用时的注意事项与常见问题
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6.1 编译期问题排查
在使用init和必需属性时，开发者可能会遇到一些编译期的问题。其中，最常见的就是必需属性未初始化的错误。例如，在以下代码中：
public class Product
{
public required string Name { get; init; }
public decimal Price { get; init; }
}
var product = new Product { Price = 19.99m };
由于在创建Product对象时，没有为必需属性Name赋值，编译器会抛出错误，提示 “必须为属性或索引器‘Product.Name’分配一个值”。要解决这个问题，只需在创建对象时，为必需属性提供正确的值：
var product = new Product { Name = "Sample Product", Price = 19.99m };
另一个可能出现的编译期问题是，在对象初始化完成后，尝试修改init属性。例如：
public class Book
{
public string Title { get; init; }
}
var book = new Book { Title = "C# 9.0 Programming" };
book.Title = "New Title";// 编译错误
在这段代码中，book.Title = “New Title”;这一行会导致编译错误，因为Title属性是init只读属性，在初始化后不能被修改。解决这个问题的方法是，确保在对象的生命周期内，不会对init属性进行赋值操作。
6.2 运行时的潜在风险
在多线程环境下，虽然init和必需属性本身并不会直接引发线程安全问题，但如果在多线程中使用不当，可能会导致数据不一致的情况。例如，在多个线程同时创建对象时，如果没有正确同步，可能会出现必需属性未正确初始化的情况。为了避免这种问题，可以使用线程同步机制，如lock语句，确保在同一时间只有一个线程能够创建对象。
public class SharedResource
{
public required string Data { get; init; }
}
private static readonly object _lockObject = new object();
public void CreateSharedResource()
{
lock (_lockObject)
{
var resource = new SharedResource { Data = "Initial Data" };
// 使用resource
}
}
在复杂的对象关系中，必需属性的存在可能会导致对象创建的顺序变得复杂。例如，如果一个对象的必需属性依赖于另一个对象的初始化结果，那么在创建这些对象时，需要特别注意它们之间的依赖关系。在一个电商系统中，订单对象的CustomerId必需属性依赖于客户对象的存在，因此在创建订单对象之前，必须确保客户对象已经被正确创建和初始化。为了管理这种复杂的对象关系，可以使用依赖注入、工厂模式等设计模式，来确保对象的创建和初始化过程的正确性和可维护性。
七、总结与展望
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7.1 核心要点回顾
在 C# 9.0 的编程世界中，init和必需属性犹如两颗璀璨的明星，为开发者带来了诸多便利与优势。
init只读属性为我们提供了一种优雅的方式来创建不可变的属性。通过将属性声明为init，我们能够确保在对象初始化后，其属性值不会被意外修改，从而极大地增强了数据的安全性。在一个财务系统中，涉及金额、账户信息等关键数据的属性，使用init只读属性可以有效避免因误操作导致的数据篡改，保障了财务数据的准确性和稳定性。
必需属性则为对象的创建提供了严格的约束机制。当我们将属性标记为required时，在对象构造阶段，这些属性必须被赋值，否则编译器将立即报错。这一特性使得我们在开发过程中，能够从源头上保证对象的完整性和有效性。在一个用户管理系统中，用户的用户名、密码等属性是必需的，使用必需属性可以确保在创建用户对象时，这些关键信息不会被遗漏，提高了系统的可靠性。
而当init和必需属性携手合作时，它们的优势更是得到了淋漓尽致的体现。在一个复杂的电商系统中，订单对象的订单编号、客户 ID 等属性既需要在创建时被准确赋值，又需要保证在后续的业务流程中不会被修改，此时结合使用init和必需属性，能够完美地满足这一需求，为系统的稳定运行提供了坚实的数据基础。
7.2 对未来 C# 编程的影响
展望未来，init和必需属性必将对 C# 编程风格和代码架构产生深远的影响。随着软件系统的日益复杂，对数据安全性和代码健壮性的要求也越来越高。这两个特性的出现，使得开发者能够更加轻松地编写高质量、易于维护的代码。
在团队协作开发中，init和必需属性能够让代码的意图更加清晰明确。团队成员在阅读和编写代码时，能够迅速了解哪些属性是对象创建时必需的，哪些属性是不可变的，从而减少因理解不一致而产生的错误，提高开发效率。
在代码架构方面，这两个特性有助于我们构建更加合理的数据模型。我们可以更加精准地定义数据对象的属性和行为，使得数据的管理和操作更加规范和高效。在一个大型的企业级应用中，通过合理运用init和必需属性，可以将不同模块之间的数据交互进行有效的约束和管理，提升整个系统的架构质量。
init和必需属性的出现，为 C# 开发者带来了全新的编程体验。我们应当积极拥抱这些新特性，将其融入到日常的开发工作中，不断提升自己的编程技能和代码质量，为构建更加优秀的软件系统贡献力量。
标签：C#,必需,对象,init,赋值,9.0,public,属性 From： https://blog.csdn.net/weixin_44064908/article/details/145291280