解析Visual C# 7.2中的private protected访问修饰符

去年12月份，随着Visual Studio 2017 Update 15.5的发布，Visual C#迎来了它的最新版本：7.2. 在这个版本中，有个让人难以理解的新特性，就是private protected访问修饰符（Access Modifier）。至此，C#语言的访问修饰符有以下几种：

• private
• protected
• public
• internal
• internal protected
• private protected

既然有了private和protected，那么private protected又是什么？它跟internal protected又有什么关系？本文简单介绍一下。

private protected是怎么回事

在解释private protected之前，首先让我们回顾一下internal protected访问修饰符。internal protected表示，相同程序集（Assembly）中的其它类型，或者当前类的子类，具有访问该类中internal protected成员的能力，可以用下图表示：

在上图中：

• 程序集A中的X类，可以访问A类中的Method方法
• 程序集A中的B类，可以重载A类中的Method方法，B类中的其它成员也可以访问A类中的Method
• 程序集B中的C类，可以重载A类中的Method方法，C类中的其它成员也可以通过base.Method()访问A类中的Method
• 程序集B中C类的Method方法重载了A类的Method方法，因此，internal关键字被去掉，于是，程序集B中的Y类，无法访问C类中的Method方法

因此，internal protected表示internal或者protected。

然而，private protected表示，仅有相同程序集（Assembly）中继承于当前类型的类，才能访问该类中private protected成员。换句话说，private protected就是访问者必须在相同程序集中（internal），同时还必须是被访问类型的子类（protected），可以用下图表示：

因此，private protected表示internal并且protected。

private protected何时使用

理论上讲，private protected完善了C#语言的封装性，提供了另一层级别的成员访问保护，听起来感觉让人费解又没什么用。那么，什么时候使用这个访问修饰符呢？现假设你正在设计一个框架，其中有个类，它提供对象存储功能，它的职责是保存给定的对象，而它的每一种实现都需要依赖于一个对象的序列化机制，比如：

public sealed class SerializationHelper
{
    public string Serialze(object s)
    {
        using (var memoryStream = new MemoryStream())
        {
            var serializer = new XmlSerializer(s.GetType());
            serializer.Serialize(memoryStream, s);
            return Encoding.UTF8.GetString(memoryStream.ToArray());
        }
    }
}

public abstract class DataStorage
{
    private readonly SerializationHelper serializer = new SerializationHelper();
    protected SerializationHelper Serializer => serializer;
    protected abstract void SaveObject(object obj);
}

public sealed class InMemoryDataStorage : DataStorage
{
    private readonly List<string> serializedData = new List<string>();
    protected override void SaveObject(object obj) 
        => serializedData.Add(Serializer.Serialze(obj));
}

上面的代码中，SerializationHelper提供了一种将对象序列化成XML字符串的机制；DataStorage是所有对象数据存储的基类，它当然也为其子类提供了一个访问对象序列化器的方式。由于这个对象序列化器是提供给其子类调用的，因此，DataStorage中的Serializer属性是protected的。最后，InMemoryDataStorage继承了DataStorage，通过调用由基类提供的Serializer属性，实现了SaveObject方法。

整个实现当然没有问题。可是，通过审核所有类型的可见性，我们发现，我们不打算将SerializationHelper这个类暴露给外界，也就是不希望其它的程序集能够直接访问SerializationHelper类，于是，我们将它设置成internal的。也就是：

internal sealed class SerializationHelper
{
    public string Serialze(object s)
    {
        using (var memoryStream = new MemoryStream())
        {
            var serializer = new XmlSerializer(s.GetType());
            serializer.Serialize(memoryStream, s);
            return Encoding.UTF8.GetString(memoryStream.ToArray());
        }
    }
}

好了，问题来了，编译器开始抱怨了，说SerializationHelper类的访问级别比DataStorage.Serializer属性的访问级别要低：

道理显而易见：DataStorage.Serializer属性在DataStorage的子类中即可访问，这个子类可以是在DataStorage所在的程序集中，也可以是在另一个程序集中。然而，这个属性的依赖类型：SerializationHelper类，却只能在DataStorage所在的程序集中才能被访问。

于是，能量巨大的private protected闪亮登场。将DataStorage.Serializer属性的访问修饰符从protected改为private protected，问题就解决了：

internal sealed class SerializationHelper
{
    public string Serialze(object s)
    {
        using (var memoryStream = new MemoryStream())
        {
            var serializer = new XmlSerializer(s.GetType());
            serializer.Serialize(memoryStream, s);
            return Encoding.UTF8.GetString(memoryStream.ToArray());
        }
    }
}

public abstract class DataStorage
{
    private readonly SerializationHelper serializer = new SerializationHelper();
    private protected SerializationHelper Serializer => serializer;
    protected abstract void SaveObject(object obj);
}

public sealed class InMemoryDataStorage : DataStorage
{
    private readonly List<string> serializedData = new List<string>();
    protected override void SaveObject(object obj) 
        => serializedData.Add(Serializer.Serialze(obj));
}

不过，一旦使用了private protected访问修饰符，DataStorage.Serializer属性就只能在DataStorage所在的程序集的子类中访问了。

private protected如何使用

private protected访问修饰符是C# 7.2的新特性。自从使用Roslyn编译器服务的C# 6.0开始，C#编译器的版本更新就可以与.NET Framework和Visual Studio的发布分离开来了。这一点在C# 7.x（包括7.1和7.2）的发布中逐步显现出来。在Visual Studio 2017的编译高级选项中，开发人员可以很方便地选择所需的C#版本：

如上图所述，在C#项目上点右键，在项目属性的Build标签页中，点击Advanced按钮，在Advanced Build Settings对话框中，通过Language version下拉框来选择所需的C#语言版本。其中：

• C# latest major version (default)：C#最新的主版本，也就是与Visual Studio一起发布的主要版本，在VS2017上对应C# 7.0
• C# latest minor version (latest）：C#的最新版，通常通过VS2017的升级包获得

要使用private protected访问修饰符，则需要在此选择C# latest minor version (latest)，或者C# 7.2.

总结

本文对C# 7.2的新特性：private protected访问修饰符进行了解析，并通过案例来说明它的应用场景以及Visual Studio 2017对于C#新特性的支持。