• C#静态类、静态构造函数,类与结构体的比较


    一、静态类

            静态类是不能实例化的,我们直接使用它的属性与方法,静态类最大的特点就是共享。

    探究

    public static class StaticTestClass
    {
        public static int n = 0;

        public static void Add()
        {
            n++;
        }
    }
    • 网页 P1.aspx 调用 StaticTestClass.Add(),并在页面上输出 n。
    • 网页 P2.aspx 调用 StaticTestClass.Add(),并在页面上输出 n。
    • 访问者 V1 从客户端 C1 访问 P1.aspx,此时输出为 1。
    • 访问者 V2 从客户端 C2 访问 P2.aspx,此时输出为 2。
    • 访问者 V1 关闭浏览器,重新打开访问 P1.aspx,此时输出为 3。

            只要 StaticTestClass 没有被重新编译,即使 P1.aspx、P2.aspx 被重新编译,每当调用 StaticTestClass.Add(),n 都会在前一个次的基础上加 1。

            原则:

    • 静态类中的所有成员必须是静态的。

    二、静态构造函数

    • 静态类可以有静态构造函数,静态构造函数不可继承。
    • 静态构造函数可以用于静态类,也可用于非静态类。
    • 静态构造函数无访问修饰符、无参数,只有一个 static 标志。
    • 静态构造函数不可被直接调用,当创建类实例或引用任何静态成员之前,静态构造函数被自动执行,并且只执行一次。

    三、类与结构体

    • 类与结构的示例比较
    • 类与结构的差别
    • 如何选择结构还是类

    1、类与结构的示例比较

    结构示例

    public struct Person
    {
        string Name;
        int  height;
        int  weight
        
        public bool overWeight()
        {
            //implement something
        }
    }

    类示例

    public class TestTime
    {
        int hours;
        int minutes;
        int seconds;
        
        public void passtime()
        {
            //implementation of behavior
        }
    }

     调用过程

    public class Test
    {
        public static ovid Main
        {
            Person Myperson=new Person      //声明结构
            TestTime Mytime=New TestTime    //声明类
        }
    }

            从上面的例子中我们可以看到,类的声明和结构的声明非常类似,只是限定符后面是 struct 还是 class 的区别,而且使用时,定义新的结构和定义新的类的方法也非常类似。那么类和结构的具体区别是什么呢?

    2、类与结构的差别

    (1)值类型与引用类型

    结构:

            结构是值类型,值类型在堆栈上分配地址,所有的基类型都是结构类型,例如:int 对应System.int32 结构,通过使用结构可以创建更多的值类型。

     类:

             类是引用类型,引用类型在堆上分配地址。

            堆栈的执行效率要比堆的执行效率高,可是堆栈的资源有限,不适合处理大的逻辑复杂的对象。所以结构处理作为基类型对待的小对象,而类处理某个商业逻辑。

            因为结构是值类型所以结构之间的赋值可以创建新的结构,而类是引用类型,类之间的赋值只是复制引用。

            说明:

    • 虽然结构与类的类型不一样,可是他们的基类型都是对象(object),C# 中所有类型的基类型都是 Object。
    • 虽然结构的初始化也使用了 new 操作符可是结构对象依然分配在堆栈上而不是堆上,如果不使用“新建”(new),那么在初始化所有字段之前,字段将保持未赋值状态,且对象不可用。
    (2)继承性

    结构:

             不能从另外一个结构或者类继承,本身也不能被继承,虽然结构没有明确的用 sealed 声明,可是结构是隐式的 sealed。

     类:

            完全可扩展的,除非显示的声明 sealed,否则类可以继承其他类和接口,自身也能被继承。

            说明:

    • 虽然结构不能被继承 可是结构能够继承接口,方法和类继承接口一样。

      例如:结构实现接口

      interface IImage
      {
          void Paint();
      }
       
      struct Picture : IImage
      {
          public void Paint()
          {
               // painting code goes here
          }
          
          private int x, y, z;
         // other struct members
      }
    (3)内部结构

    结构:

    • 没有默认的构造函数,但是可以添加构造函数
    • 没有析构函数
    • 没有 abstract 和 sealed(因为不能继承)
    • 不能有 protected 修饰符
    • 可以不使用 new 初始化
    • 在结构中初始化实例字段是错误的

    类:

    • 有默认的构造函数
    • 有析构函数
    • 可以使用 abstract 和 sealed
    • 有 protected 修饰符
    • 必须使用 new 初始化
    (4)如何选择结构还是类

            讨论了结构与类的相同之处和差别之后,下面讨论如何选择使用结构还是类:

    • 堆栈的空间有限,对于大量的逻辑的对象,创建类要比创建结构好一些。
    • 结构表示如点、矩形和颜色这样的轻量对象,例如,如果声明一个含有 1000 个点对象的数组,则将为引用每个对象分配附加的内存。在此情况下,结构的成本较低。
    • 在表现抽象和多级别的对象层次时,类是最好的选择。
    • 大多数情况下该类型只是一些数据时,结构时最佳的选择。

    ----

    网友在 CSDN 上的回答:

          结构可以看作是轻量级的类,在性能上要好一点。

          相同之处:

    • 结构和类对于程序来讲都通过指针操作,同样是面向对象的形式。

          不同之处:

    • 结构体对象总是在线程堆栈上操作,而不是托管堆上。
    • 不能继承一个结构体(所以在调用结构体的方法时不需要查找 vtable: 虚函数继承表)
    • 我们不能声明构造函数为空的结构体(不晓得为啥非得要这么设计)
    • 结构体的构造函数内必须初始化所有变量(不晓得为啥非得要这么设计)
    • 结构体的字段不能有默认值(默认都是二进制意义上的零值),但是可以在构造函数内改变“默认值”

    .....

          按照MSDN上的意思,实际上适合用 struct 的场合很小,结构使用指南:

    • 行为与基元类型一样。
    • 具有 16 字节以下的实例大小。
    • 是不可改变的。
    • 值语义是合意的。 

           在 C# 中结构与类的区别一文中,已经介绍了 struct 的相关知识,本文就结合应用作些强调、补充、修正。

           关于字段:不能在声明字段时初始化它,除非字段被标明为 const 或 static。

           关于构造函数:构造函数必须有参数。构造函数中必须为所有的字段赋值。

           说明:

           不允许在结构中显式地声明无参数的构造函数,若要显示地声明则必须是有参数的。但在使用 new 实例化时可以使用无参数的构造函数,也可以使用有参数的构造函数,说明存在着一个看不到的、默认的无参数构造函数,《C# 中结构与类的区别》一文中说结构“没有默认的构造函数”,这种说法有误。

           要不要使用 new:如果使用结构中的属性、方法,则必须使用 new,否则可以不使用 new。

    (5)嵌套类型

              在类或结构内部定义的类型称为嵌套类型。例如:

    class Container
    {
        class Nested
        {
            Nested() { }
        }
    }

            不管外部类型是类还是结构,嵌套类型均默认为 private,但是可以设置为 public、protected internal、protected、internal 或 private。在上面的示例中,Nested 对外部类型是不可访问的,但可以设置为 public,如下所示:

    class Container
    {
        public class Nested
        {
            Nested() { }
        }
    }
    

            嵌套类型(或内部类型)可访问包含类型(或外部类型)。若要访问包含类型,请将其作为构造函数传递给嵌套类型。例如:

    public class Container
    {
        public class Nested
        {
            private Container m_parent;
    
            public Nested()
            {
            }
            public Nested(Container parent)
            {
                m_parent = parent;
            }
        }
    }

             嵌套类型可访问包含类型的私有成员和受保护的成员(包括所有继承的私有成员或受保护的成员)。

             在前面的声明中,类 Nested 的完整名称为 Container.Nested。这是用来创建嵌套类的新实例的名称,如下所示:

    Container.Nested nest = new Container.Nested();
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