C# 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。

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。

• 类与结构的实例比较
• 类与结构的差别
• 如何选择结构还是类

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？

类与结构的差别

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，string 对应 system.string 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。

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
  }

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

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。

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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。

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();