c#核心基础--类的构造方法

一、构造方法

　　类的构造方法是类的成员方法的一种，它的作用是对类中的成员进行初始化操作。类的构造方法分为：

　　　　1.静态构造方法

　　　　2.实例构造方法

　　　　3.私有构造方法

　　1.静态构造方法

　　类的静态构造方法是类的成员方法的一种，它的作用是对类中的静态成员进行初始化操作。下面请看代码实例：

using System;
namespace LycheeTest {
    class Test {
        //定义一个静态成员变量
        private static int a;
        //定义静态构造函数
        static Test() {
            //初始化静态成员变量
            a = 11;
        }
        public void Show() {
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", a);
            
        }
    }
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Test t = new Test();
            t.Show();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}       

 　　首先，上面这段代码定义了两个类。第 3 行代码定义了类 Test。定义类的时候，类的访问权限修饰符有两个，一个是 public，另一个是 internal。当不写任何访问修饰符的时候，类的访问权限默认是 internal。 这个访问权限的意义是，这个类只能被本程序集访问，不能被本程序集以外的类访问。如果这个类是属于类库的，那么它必须是 public 的，否则调用它的程序集就不能访问它。第 5 行代码定义了一个静态字段成员，第 7 行代码就是静态构造方法。可以看到，静态构造方法的特点是，以 static 关键字说明这个方法是静态的，方法名称要和类名完全相同，这里要注意大小写。静态构造方法不能含有参数，静态构造方法不能有返回值。在静态构造方法体内可以做初始化静态成员的操作。第 11 行代码定义了一个实例方法，它的作用是输出静态字段的值。在第 16 行的类 Program 中的 Main（注意：在java中是main） 方法中调用了这个类，第 18行创建了这个类的一个实例，第 19 行 调用了类的实例方法。

　　从上面的代码中可以看到，并没有显式调用类的静态构造方法。

　　下面请看以上代码的执行结果：

 静态字段 a 的值是：11  

　　可以看到，静态构造方法确实是被执行了。那么上例就是静态构造方法的执行条件之一，在类的实例被创建时，类的静态构造方法将被自动调用。

　　静态构造方法的调用次序是在静态字段的初始值设定项之后。

　　也就是第一步是静态字段的默认值设置，第二步是执行静态字段的初始值设定项，第三步就是调用类的静态构造方法。

　　下面将前面的代码实例修改一下，代码如下：

using System;
namespace LycheeTest{
    class Test {
        private static int a;
        static Test() {
            a++;
        }
        public void Show() {
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", a);
            14
        }
    }
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Test t = new Test();
            t.Show();
            Test t1 = new Test();
            t.Show();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　这段代码将静态构造方法做了修改，在方法体内将静态字段 a 进行自增操作。然后在代码的第 17 行又 创建了一个类的实例，然后再次调用类的实例方法。

　　下面看执行结果：

静态字段 a 的值是：1 
静态字段 a 的值是：1

　　可以看到，静态字段的值并没有增加。这就是静态构造方法执行的特点，它只执行了一次。当程序集 运行的时候，将会创建一个应用程序域，在一个应用程序域中，类的静态构造方法仅仅执行一次。

　　下面再对代码实例进行修改如下:

using System;
namespace LycheeTest {
    class Test {
        public static int a;
        static Test() {
            Console.WriteLine("类的静态构造方法开始执行");
            a++;
        }
        public void Show() {
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", a);
        }
    }
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", Test.a);
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", Test.a);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　这段代码在类的静态构造方法中打印输出了一行标记，类的静态字段的访问权限也修改为 public，这让它可以在类外被调用。在 Main 方法中两次打印输出了静态字段的值，注意在类外调用类的静态字段需要 使用类名进行引用。

　　下面是代码的执行结果：

类的静态构造方法开始执行 
静态字段 a 的值是：1 
静态字段 a 的值是：1

　　本段代码并没有创建类的实例。在引用类的静态成员之前，类的静态构造方法将被调用。这个被调用的类的静态成员包括静态字段和静态方法。这就是类的静态构造方法调用的第二个条件。

　　下面再对代码实例进行修改如下： 

using System;
namespace LycheeTest {
    class Program {
        private static int a;
        static Program() {
            Console.WriteLine("类的静态构造方法被调用");
            a = 11;
        }
        static void Main(string[] args) {
            Console.WriteLine("Main 方法被调用");
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", a);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 　　这段代码在包含 Main 方法的类中定义了静态字段和静态构造方法。因为 Main 方法也是一个静态方法，类的静态构造方法被调用而且它是类的入口点方法，那么它和类的静态构造方法之间是谁先调用呢？下面首先来看代码的执行结果：

类的静态构造方法被调用
Main 方法被调用 
静态字段 a 的值是：11

　　通过代码的执行结果可以看到，因为类的入口点方法仍然是一个静态方法，那么在任何静态成员被调用之 前，静态构造方法都首先被调用。所以，可以得出如下结论，类的静态构造方法先于类的 Main 方法被调用。

　　那么类的静态构造方法能否被显式调用呢？下面看代码实例：

using System;
namespace LycheeTest {
    class Program {
        private static int a;
        static Program() {
            Console.WriteLine("类的静态构造方法被调用");
            a = 11;
        }
        static void Main(string[] args) {
            Program();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　在这段代码中的第 10 行显式调用了类的静态构造方法，这时编译器会报错。

　　2.实例构造函数

　　类的实例构造方法是类的成员方法的一种，它的作用是对类的实例成员进行初始化操作。实例构造方法可以实现重载，在创建类的实例时，可以显式的指定不同的参数来调用重载的不同的实例构造方法。下面请看代码实例：

using System;
namespace LycheeTest {
    class Program {
        private static int a;
        private int b = 12;
        private string c = "Hello World";

        static Program() {
            Console.WriteLine("类的静态构造方法被调用");
            a = 11;
        }
        public Program(int a, string s) {
            Console.WriteLine("带二个参数的构造方法被调用");
            this.b = a;
            this.c = s;
        }
        public Program(int a) : this(a, "通过 this 关键字调用构造方法") {
            Console.WriteLine("带一个参数的构造方法被调用");
        }
        public void Show() {
            Console.WriteLine("静态字段 a 的值是：{0}", a);
            Console.WriteLine("实例字段 b 的值是：{0}", b);
            Console.WriteLine("实例字段 c 的值是：{0}", c);
        }
        static void Main(string[] args) {
            Program p1 = new Program(33, "这是创建的实例 P1");
            Program p2 = new Program(34);
            p1.Show();
            p2.Show();
            Console.ReadKey();
        }
    }

　　这段代码的第 4 行、第 5 行和第 6 行分别定义了三个字段成员，第 4 行是静态字段，第 5 行和第 6 行代码都有初始值设定项。代码的第 8 行就是一个实例构造方法的定义，实例构造方法也是以类名作为方法名，它没有返回值， 在方法名前面是访问权限修饰符，可以使用的访问权限修饰符包括 public、private 和 protected。其中的 protected 意味着构造方法只能在此类内部访问。实例构造方法可以带参数。 第 12 行代码的实例构造方法使用两个传入的参数对实例字段进行了赋值。第 17 行代码定义了带一个参数的实例构造方法，它和前一个实例构造方法形成了重载。实例构造方法可以通过 this 关键字调用其他的实例构造方法，方法就是在参数列表的后面使用冒号然后接 this 关键字， 然后再跟参数列表，这个参数列表要匹配另一个重载的实例构造方法。第 17 行的构造方法只有一个参数， 它将这个参数通过 this 关键字传递给了另一个构造方法，在用 this 调用另一个构造方法的时候，为其同时传入了一个字符串参数。第 24 行的实例方法打印类的字段成员的值。在 Main 方法中，第 26 行代码和第 27 行代码分别定义了两个实例，它们使用 new 关键字调用了不同的实例构造方法。第 28 行和第 29 行分别调用实例方法打印类的静态字段和实例的两个字段成员的值。

　　下面先来看代码的执行结果：

类的静态构造方法被调用 带二个参数的构造方法被调用 带二个参数的构造方法被调用 带一个参数的构造方法被调用 
静态字段 a 的值是：11 
实例字段 b 的值是：33
实例字段 c 的值是：这是创建的实例 P1 静态字段 a 的值是：11
实例字段 b 的值是：34
实例字段 c 的值是：通过 this 关键字调用构造方法

　　现在用执行结果来介绍实例构造方法的执行过程，当第 26 行代码创建类的实例时，类的静态字段首先被设置成默认值，因为没有字段的初始值设定项，所以接着就执行类的静态构造方法。这时静态字段 a 被 设置成 11。因为第 26 行代码使用 new 调用了带有两个参数的实例构造方法，所以首先实例字段 b 被设置为 0，实例字段 c 被设置为 null。然后执行字段的初始值设定项，b 被赋值为 12，c 被赋值为“Hello World”。接 下来执行实例构造方法体中的第一个语句，“带二个参数的构造方法被调用”这个字符串被打印。接下来 实例 p1 的字段 b 被设置为传入的参数 33，注意构造方法的形参 a 在这里覆盖了类的静态字段 a。也就是说， 这时起作用的是实例构造方法的局部变量 a。然后实例字段 c 被设置为字符串"这是创建的实例 P1"。第 27 行代码使用 new 关键字调用了带一个参数的实例构造方法，在调用时，首先属于 p2 的实例字段 b 被设置为 0，实例字段 c 被设置为 null。然后执行字段的初始值设定项，b 被赋值为 12，c 被赋值为“Hello World”。接下来执行的是 this 引用的带两个参数的实例构造方法，"带二个参数的构造方法被调用"这个 字符串被打印。然后 b 被设置为 34，c 被设置为"通过 this 关键字调用构造方法"。最后，代码控制又返回 来执行带一个参数的实例构造方法体中的打印语句，"带一个参数的构造方法被调用"这个字符串被打印。 至此，实例构造方法的执行完毕。接下来的代码打印静态字段的值，可以看到两个实例打印出来的静态字段值是一样的，但是它们的实 例字段的值各不相同。

　　可选参数和命名参数也可以用于实例构造方法，下面看代码实例：

using System;
namespace LycheeTest {
    class Program {
        private int b;
        private string c;
        public Program(int a = 12, string s = "") {
            this.b = a;
            this.c = s;
        }
        public void Show() {
            Console.WriteLine("实例字段 b 的值是：{0}", b);
            Console.WriteLine("实例字段 c 的值是：{0}", c);
        }
        static void Main(string[] args) {
            Program p1 = new Program(); //构造方法的两个参数都采用默认值
            Program p2 = new Program(34); //构造方法的 string 类型参数采用默认值
            Program p3 = new Program(23, "Hello World"); //构造方法的两个参数采用传入参数
            Program p4 = new Program(s: "今天的天气真好"); //采用命名参数，另一个参数 a 采用默认值
            p1.Show();
            p2.Show();
            p3.Show();
            p4.Show();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　代码的第 6 行定义了一个带有可选参数和命名参数的构造方法，然后第 15 创建了一个类的实例，在构造方法中没有传入任何参数，这时，构造方法的两个参数都采用默认值。第 16 行代码为构造方法传入了一个 int 类型的参数，这时，另一个 string 类型的参数采用默认值。 第 17 行代码传入了两个参数，构造方法的两个参数都使用了这两个传入的参数。第 18 行代码使用了命名参数指定传入的参数是 string 类型的参数，并将它传递给形参 s。这时另一 个 int 类型的参数采用默认值。第 19 行到第 23 行代码打印类的实例字段的值。这段代码的执行结果如下：

实例字段 b 的值是：12 
实例字段 c 的值是： 
实例字段 b 的值是：34 
实例字段 c 的值是： 
实例字段 b 的值是：23
实例字段 c 的值是：Hello World 实例字段 b 的值是：12
实例字段 c 的值是：今天的天气真好

 3.私有构造函数

　　 私有构造方法就是访问权限修饰符为 private 的实例构造方法。将访问权限修饰符设置为 private 有 两个目的，一是它不能被继承；二是它不能实例化。所以，使用私有构造方法通常用来设计工具类，即这 个类通过一些静态成员来完成某些操作，而不必要实例化这个类。下面是代码实例：

using System;
namespace LycheeTest {
    class Test {
        private Test() {}
        private const float PI = 3.14159265358979F;
        public static float Area(float r) {
            return PI * r * r;
        }
    }
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Console.WriteLine("请输入圆的半径：");
            float r = Convert.ToSingle(Console.ReadLine());
            float area = Test.Area(r);
            Console.WriteLine("圆的面积为：{0}", area);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 第 4 行代码简单地定义了一个 private 的无参构造方法就将类定义成了一个无法实例化的类。第 5 行定义了一个常量 PI，第 6 行定义了一个静态的方法 Area 来计算圆的面积，这个方法要求传入 一个 float 类型的圆的半径。第 13 行代码将用户输入的字符串转化成 float 类型的变量，第 14 行代码调用类 Test 的静态方法来求 圆的面积，并将结果赋值给了变量 area。第 15 行打印输出圆的面积。可以看到，求圆的面积没有必要实例化类，而只需要类的静态方法的功能就可以了。可以说，项目需要的就是一个工具类，在这种情况下，定义一个私有构造方法就可以解决问题。