Модификаторы доступа, static, sealed, partial

↑ 1.4 ООП в C♯ · ← Предыдущая · → Следующая

Обязательно~5 мин чтенияУровень: junior

Зачем это на собесе

Модификаторы задают границы инкапсуляции и наследования. Спросят, чем protected internal отличается от private protected, что такое static-класс, зачем sealed, для чего partial и как это связано с кодогенерацией.

Объяснение

Модификаторы доступа

Модификатор	Кто видит
public	все, в том числе другие сборки
internal	только своя сборка (по умолчанию для типов верхнего уровня)
protected	сам класс и наследники (в любой сборке)
private	только сам тип (по умолчанию для членов класса)
protected internal	наследники или любой код своей сборки (объединение)
private protected	наследники и только внутри своей сборки (пересечение, C# 7.2)
file (C# 11)	только внутри одного файла (типы-хелперы, кодогенерация)

public class Patient
{
    private int _age;                  // по умолчанию для полей и методов
    protected virtual void Validate() { }
    internal string Snils { get; set; } = "";   // доступно в своей сборке (и через InternalsVisibleTo)
}

• Для типов верхнего уровня допустимы только public и internal.
• Наследник не может быть доступнее базового класса, метод не может возвращать менее доступный тип (иначе CS0050/CS0051).
• InternalsVisibleTo открывает internal конкретной сборке — обычно проекту тестов.

static

• Статический класс: нельзя создать экземпляр и наследовать; только статические члены. Для утилит и extension-методов.
• Статический член принадлежит типу, а не экземпляру. Статические поля живут всё время работы приложения (по домену приложения).
• Статический конструктор выполняется один раз до первого использования типа.

public static class DateExtensions
{
    public static bool IsWeekend(this DateOnly d) => d.DayOfWeek is DayOfWeek.Saturday or DayOfWeek.Sunday;
}

• static локальные функции и лямбды не захватывают внешние переменные — дешевле и без скрытых аллокаций.

sealed

Запрещает наследование класса или дальнейшее переопределение метода.

public sealed class ReportRenderer { }                 // от него нельзя наследоваться
public class Base { public virtual void Run() { } }
public class Mid : Base { public sealed override void Run() { } }   // дальше переопределять нельзя

Зачем: явно ограничить контракт расширения, безопасность, небольшая оптимизация (JIT может девиртуализировать вызовы). Хорошая практика: классы по умолчанию sealed, пока наследование не спроектировано.

partial

Разбивает определение типа (или метода) на несколько файлов. Все части компилируются как один тип.

// Patient.cs
public partial class Patient { public string Name { get; set; } = ""; }
// Patient.Validation.cs
public partial class Patient { public bool IsValid() => !string.IsNullOrWhiteSpace(Name); }

Где используется: сгенерированный код (Designer-файлы, gRPC/Protobuf, Source Generators, [GeneratedRegex], LoggerMessage) отделяется от рукописного. partial-методы (C# 9+) объявляются в одной части, а реализуются в другой.

readonly, const, abstract, virtual — рядом

• readonly — поле присваивается только в конструкторе (см. тему про константы).
• abstract — без реализации, только в абстрактном классе.
• virtual — можно переопределить в наследнике.
• override, new — переопределение и сокрытие (см. тему про наследование).

Нюансы и подводные камни

• protected internal часто путают с private protected: первый расширяет доступ (ИЛИ), второй сужает (И).
• Неявные модификаторы: без указания у члена класса — private, у типа верхнего уровня — internal, у члена интерфейса — public.
• Публичные static изменяемые поля — глобальное состояние: гонки данных и трудность тестирования. Статическое состояние допустимо только для неизменяемых данных или потокобезопасных кэшей.
• partial не «наследование»: это один тип. Модификаторы (public, sealed, базовые типы) должны согласовываться между частями.
• Статические классы нельзя подменить в тесте: логику с побочными эффектами лучше выносить в сервис за интерфейсом.

Вопросы с ответами

В чём разница между protected internal и private protected?

protected internal — доступ из наследников (в любой сборке) или из своей сборки. private protected — только из наследников внутри той же сборки: пересечение условий.

Какой модификатор доступа по умолчанию у члена класса и у класса верхнего уровня?

У члена класса — private, у типа верхнего уровня — internal.

Зачем делать класс sealed?

Чтобы запретить наследование: явный контракт, защита от хрупкого базового класса и небольшая выгода для производительности за счёт девиртуализации.

Что такое partial и зачем он нужен?

Разделение одного типа на несколько файлов. Основное применение — отделить сгенерированный код от рукописного (Source Generators, gRPC, designer).

Можно ли создать экземпляр static-класса и унаследоваться от него?

Нет ни того, ни другого. Static-класс содержит только статические члены.

Связанные темы

• Предыдущая: Классы, конструкторы, свойства, индексаторы · Следующая: Наследование, virtual, override, new
• Extension-методы: 2.1.6 Extension methods и fluent API
• Source Generators: 2.1.10 Source generators и Roslyn (как в analytics_generator)
• InternalsVisibleTo в тестах: 2.4 Тестирование в .NET — основы