C# 之 static的用法詳解

来源:https://www.cnblogs.com/DSC1991/archive/2018/08/20/9508402.html
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一、靜態類 靜態類與非靜態類的重要區別在於靜態類不能實例化,也就是說,不能使用 new 關鍵字創建靜態類類型的變數。在聲明一個類時使用static關鍵字,具有兩個方面的意義:首先,它防止程式員寫代碼來實例化該靜態類;其次,它防止在類的內部聲明任何實例欄位或方法。 1、靜態類的主要特性: [1] 僅包 ...


一、靜態類

  靜態類與非靜態類的重要區別在於靜態類不能實例化,也就是說,不能使用 new 關鍵字創建靜態類類型的變數。在聲明一個類時使用static關鍵字,具有兩個方面的意義:首先,它防止程式員寫代碼來實例化該靜態類;其次,它防止在類的內部聲明任何實例欄位或方法。

  1、靜態類的主要特性:

  [1] 僅包含靜態成員。

  [2] 無法實例化。

  [3] 靜態類的本質,是一個抽象的密封類,所以不能被繼承,也不能被實例化。

  [4] 不能包含實例構造函數。

  [5] 如果一個類下麵的所有成員,都需要被共用,那麼可以把這個類定義為靜態類。

  2、靜態類與私有構造函數區別:

  [1] 私有構造器方式仍然可以從類的內部對類進行實例化,而靜態類禁止從任何地方實例化類,其中包括從類自身內部。

  [2] 使用私有構造器的類中,是允許有實例成員的,編譯器不允許靜態類有任何實例成員。

  [3] 使用靜態類的優點在於,編譯器能夠執行檢查以確保不致偶然地添加實例成員,編譯器將保證不會創建此 類的實例。

  [4] C#編譯器會自動把它標記為sealed。這個關鍵字將類指定為不可擴展;換言之,不能從它派生出其他類。

二、靜態成員

  1、通過static關鍵字修飾,是屬於類,實例成員屬於對象,在這個類第一次載入的時候,這個類下麵的所有靜態成員會被載入。

  2、靜態成員只被創建一次,所以靜態成員只有一份,實例成員有多少個對象,就有多少份。

  3、類載入的時候,所有的靜態成員就會被創建在“靜態存儲區”裡面,一旦創建直到程式退出,才會被回收。

  4、成員需要被共用的時候,方法需要被反覆調用的時候,就可以把這些成員定義為靜態成員。

  5、在靜態方法中,不能直接調用實例成員,因為靜態方法被調用的時候,對象還有可能不存在。

  6、this/base 關鍵字在靜態方法中不能使用,因為有可能對象還不存在。

  7、可以創建這個類的對象,制定對象的成員在靜態方法中操作。

  8、在實例方法中,可以調用靜態成員,因為這個時候靜態成員肯定存在。

  9、非靜態類可以包含靜態的方法、欄位、屬性或事件;

  10、無論對一個類創建多少個實例,它的靜態成員都只有一個副本;

  11、靜態方法和屬性不能訪問其包含類型中的非靜態欄位和事件,並且不能訪問任何對象的實例成員;

  12、靜態方法只能被重載,而不能被重寫,因為靜態方法不屬於類的實例成員;

  13、雖然欄位不能聲明為 static const,但 const 欄位的行為在本質上是靜態的。這樣的欄位屬於類,不屬於類的實例。

三、靜態方法

  1、靜態方法是不屬於特定對象的方法;

  2、靜態方法可以訪問靜態成員;

  3、靜態方法不可以直接訪問實例成員,可以在實例函數調用的情況下,實例成員做為參數傳給靜態方法;

  4、靜態方法也不能直接調用實例方法,可以間接調用,首先要創建一個類的實例,然後通過這一特定對象來調用靜態方法。

四、靜態構造函數

  1、靜態類可以有靜態構造函數,靜態構造函數不可繼承;
  2、靜態構造函數可以用於靜態類,也可用於非靜態類;
  3、靜態構造函數無訪問修飾符、無參數,只有一個 static 標誌;
  4、靜態構造函數不可被直接調用,當創建類實例或引用任何靜態成員之前,靜態構造函數被自動執行,並且只執行一次。

  例如:

複製代碼
class Program
 {
         public static int i =0;
         public Program()
         {
             i = 1;
             Console.Write("實例構造方法被調用");
         }
         static Program()
         {
             i = 2;
             Console.Write("靜態構造函數被執行");
         }
         static void Main(string[] args)
         {
             Console.Write(Program.i);//結果為2,首先,類被載入,所有的靜態成員被創建在靜態存儲區,i=0,接著調用了類的成員,這時候靜態構造函數就會被調用,i=2
             Program p = new Program();
             Console.Write(Program.i);//結果為1,實力化後,調用了實例構造函數,i=1,因為靜態構造函數只執行一次,所以不會再執行。
         }
 }
複製代碼

 

五、靜態成員的存儲

  使用 static 修飾符聲明屬於類型本身而不是屬於特定對象的靜態成員static修飾符可用於類、欄位、方法、屬性、運算符、事件和構造函數,但不能用於索引器、析構函數或類以外的類型。

  靜態全局變數

  定義:在全局變數前,加上關鍵字 static 該變數就被定義成為了一個靜態全局變數。

  特點:A、該變數在全局數據區分配記憶體。   B、初始化:如果不顯式初始化,那麼將被隱式初始化為0。

 

  靜態局部變數

  定義:在局部變數前加上static關鍵字時,就定義了靜態局部變數。

  特點:A、該變數在全局數據區分配記憶體。   B、初始化:如果不顯式初始化,那麼將被隱式初始化為0。   C、它始終駐留在全局數據區,直到程式運行結束。但其作用域為局部作用域,當定義它的函數或 語句塊結束時,其作用域隨之結束。

 

  靜態數據成員
  特點

  A、記憶體分配:在程式的全局數據區分配。   

  B、初始化和定義:     a、靜態數據成員定義時要分配空間,所以不能在類聲明中定義。     b、為了避免在多個使用該類的源文件中,對其重覆定義,所在,不能在類的頭文件中定義。     c、靜態數據成員因為程式一開始運行就必需存在,所以其初始化的最佳位置在類的內部實現。   

  C、特點     a、對相於 public,protected,private 關鍵字的影響它和普通數據成員一樣,     b、因為其空間在全局數據區分配,屬於所有本類的對象共用,所以,它不屬於特定的類對象,在沒產生類對象時其作用域就可見,即在沒有產生類的實例時,我們就可以操作它。
  D、訪問形式     a、 類對象名.靜態數據成員名

        E、靜態數據成員,主要用在類的所有實例都擁有的屬性上。比如,對於一個存款類,帳號相對於每個實例都是不同的,但每個實例的利息是相同的。所以,應該把利息設為存款類的靜態數據成員。這有兩個好處,第一,不管定義多少個存款類對象,利息數據成員都共用分配在全局區的記憶體,所以節省存貯空間。第二,一旦利息需要改變時,只要改變一次,則所有存款類對象的利息全改變過來了,因為它們實際上是共用一個東西。  

  靜態成員函數
  特點:   A、靜態成員函數與類相聯繫,不與類的對象相聯繫。   B、靜態成員函數不能訪問非靜態數據成員。原因很簡單,非靜態數據成員屬於特定的類實例。
  作用:   主要用於對靜態數據成員的操作。

  調用形式:   A、類對象名.靜態成員函數名()

 

  static靜態變數的實例與分析,代碼如下

複製代碼
class Program
    {
        static int i = getNum();
        int j = getNum();

        static int num = 1;

        static int getNum()
        {
            return num;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("i={0}", i);
            Console.WriteLine("j={0}", new Program().j);
            Console.Read();
        }

    }
複製代碼

 

  分析上面的代碼

  Console.WriteLine("i={0}", i);

  這裡 i 是 static 變數,在類 Program  第一次被載入時,要先為 Program  裡面所有的 static 變數分配記憶體。儘管現在有超線程技術,但是指令在邏輯上還是逐條的按順序自上而下執行,所以 先為 static int i 分配記憶體,並且在該記憶體中保持int的預設值0,接著再為 static int num 變數分配記憶體,值當然也為0。

  然後第二步,為變數賦值:先為 static int i 變數賦值,i=getNum(),看 getNum() 裡面的代碼,就是return num,這個時候 num 的值是 0 ,於是 i=0 。然後對變數num賦值,num=1;這行代碼執行後,num就為1了。所以,j=1。

  所以最後的結果為:

   i=0 j=1

  註意:

  當類第一次被載入時,會對類中的靜態變數先按順序進行分配記憶體空間,當全部分配完記憶體空間之後,在對靜態變數按順序賦值。

 

  首先分為兩部分 寄存器和記憶體(包括緩存)

  記憶體分為兩部分 代碼和數據

  數據分為兩部分 靜態存儲區和運行時存儲

  運行時存儲分為 堆棧 和 堆
  靜態存儲分為 全局靜態存儲 和 常量


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