【C#】静态构造方法与静态变量

扯下闲篇先，本来今天预计整理下委托、事件、Lamada的笔记，然后再把单例模式的懒汉、饿汉模式看完。

在看到懒汉的双重加锁设计时，向同桌贩卖了下该设计的优点，结果反被同桌的一个问题难倒了~！

一. 有无静态构造方法，运行结果大不同

问题：请问下面代码的运行结果是什么？

using System;

namespace FirstTest
{
    class A
    {
        public static string name = GetName ("Hello World~!");

        public static string GetName (string str)
        {
            Console.WriteLine("初始化静态成员：{0}", str);
            return str;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine ("输出第一句话");
            string temp = A.name;
            Console.WriteLine("输出静态成员：{0}", temp);
        }
    }
}

一开始，我认为是：1)输出第一句话 2)初始化静态成员 3)输出静态成员

运行结果：

结果出乎意料吧？

为什么静态成员的初始化反而先于第一句话执行呢？？

正在我百思不得其解的时候，同桌在原代码的基础上稍加改动，又发给了我：

using System;

namespace FirstTest
{
    class A
    {
        public static string name = GetName ("Hello World~!");

        public static string GetName (string str)
        {
            Console.WriteLine("初始化静态成员：{0}", str);
            return str;
        }

        // 在A类中增加其静态构造方法
        static A ()
        {
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine ("输出第一句话");
            string temp = A.name;
            Console.WriteLine("输出静态成员：{0}", temp);
        }
    }
}

这一次，运行结果和我刚刚预期的结果反而一致了。

运行结果：

为什么A类中有无静态构造方法，会对运行结果造成如此影响？

在对度娘上的博客进行各种遍历搜索查询之后，终于捋清了如下思路：

1. 前后两段代码的异同点，仅局限于A类中有无静态构造方法。在缺少静态构造方法的情况下（即第一种情况），运行结果“异常”（不符合预期结果）。
2. 在缺少静态构造方法的情况下，程序会自动生成默认静态构造方法

由以上两点推测，较为认同如下观点：

• 编译器在编译的时候，会事先分析Main方法中所需要的静态字段
• 如果这些静态字段所在的类有静态构造函数，则只有在初次引用该字段（或初次实例化类）的时候才进行初始化
• 否则，在调用Main方法前，自动生成静态构造方法，对静态字段进行初始化

 继续码代码：增加一个class B，在Main方法中分别调用A、B的静态字段，印证观点：

using System;

namespace FirstTest
{
    class A
    {
        public static string name = GetName("Hello World~!");

        public static string GetName(string str)
        {
            Console.WriteLine("初始化静态成员：{0}", str);
            return str;
        }

        // 在A类中增加其静态构造方法
        static A()
        {
        }
    }
    class B
    {
        public static string name = GetName("Learning C#");

        public static string GetName(string str)
        {
            Console.WriteLine("初始化静态成员：{0}", str);
            return str;
        }

        // B类中缺少静态构造方法，将由系统自动生成
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("开始执行Main方法");
            // 首先引用A类的静态字段
            string first  = A.name; 
            // 其次引用B类的静态字段
            string second = B.name;
        }
    }
}

按照观点分析：1)初始化静态成员：Learning C# 2)开始执行Main方法 3)初始化执行静态成员：Hello World~!

运行结果：

与观点分析的预期相符，结题。

参考博文：

《浅谈静态字段与静态构造函数之间的初始化关系以及执行顺序》

作者：Rain

http://www.cnblogs.com/cpcpc/archive/2010/04/16/2123135.html

二. 静态构造方法与静态字段的执行顺序

在查阅上个问题的过程中，发现在MSDN上对静态构造方法的描述中有如下一条内容：

如果类包含任何带有初始值设定项的静态字段，则在执行该类的静态构造函数时，先要按照文本顺序执行那些初始值设定项。

观点主要阐述了以下3点：

• 执行静态构造方法时，先对静态字段进行初始化，然后再调用静态构造方法里面的内容
• 对静态字段进行初始化时，按照静态字段声明的依次顺序进行
• 若静态字段含有初始值含有初始值设定项，则使用设定项。否则对其使用默认值，值类型的默认值为0（其中布尔类型为false），引用类型的默认值为null。

本着打破砂锅问到底的精神，仅在A类中添加如下两行静态字段，在静态构造函数中添加一行输出语句，进行测试：

class A
{
    public static string front = GetName("前排强势占座!!!!");
    public static string name = GetName("Hello World~!");
    public static string back = GetName("后排无聊围观....");

    public static string GetName(string str)
    {
        Console.WriteLine("初始化静态成员：{0}", str);
        return str;
    }

    // 在静态构造方法增加输出语句
    static A()
    {
        Console.WriteLine("调用静态构造方法");
    }
}

按照MSDN的观点：1)初始化静态成员：Learning C# 2)开始执行Main方法 3)初始化执行静态成员：前排强势占座!!!! 4)初始化执行静态成员：Hello World~! 5)初始化执行静态成员：后排无聊围观.... 6)调用静态构造方法

运行结果：

与观点分析的预期相符，新姿势Get√

另外，根据MSDN中的静态构造函数设计中的描述，CLR可以优化对静态字段进行初始值设定项的代码。

三. 静态构造方法与Main方法的执行顺序

同样的，在MSDN中发现如下观点：

如果类中包含用来开始执行的 Main 方法，则该类的静态构造函数将在调用 Main 方法之前执行。

重写一份代码（含有静态构造方法），再次实验下：

using System;

namespace FourthText
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine ("这是最后一个试验了~\(≧▽≦)/~啦啦啦");
        }

        static Program()
        {
            Console.WriteLine ("调用静态构造方法");
        }
    }
}

运行结果：

与观点分析的预期相符，新姿势Get√

啊啊啊啊Ｏ(≧口≦)Ｏ，还不能结题~！结合第一、二条知识，再次测试下没有静态构造方法下的情况吧：

using System;

namespace FourthText
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("真的是最后一次试验了Zzz");
        }

        public static string name = GetName("又被骗了(#‵′)凸");

        public static string GetName(string str)
        {
            Console.WriteLine("初始化静态成员：{0}", str);
            return str;
        }
    }
}

运行结果：