C# 靜態類

靜態類是不能實例化的，我們直接使用它的屬性與方法，靜態類最大的特點就是共享。

探究

• 網頁 P1.aspx 調用 StaticTestClass.Add()，并在頁面上輸出 n。
• 網頁 P2.aspx 調用 StaticTestClass.Add()，并在頁面上輸出 n。

• 訪問者 V1 從客戶端 C1 訪問 P1.aspx，此時輸出為 1。
• 訪問者 V2 從客戶端 C2 訪問 P2.aspx，此時輸出為 2。
• 訪問者 V1 關閉瀏覽器，重新打開訪問 P1.aspx，此時輸出為 3。

只要 StaticTestClass 沒有被重新編譯，即使 P1.aspx、P2.aspx 被重新編譯，每當調用 StaticTestClass.Add()，n 都會在前一個次的基礎上加 1。

原則

• 靜態類中的所有成員必須是靜態的。

靜態構造函數

• 靜態類可以有靜態構造函數，靜態構造函數不可繼承。
• 靜態構造函數可以用于靜態類，也可用于非靜態類。
• 靜態構造函數無訪問修飾符、無參數，只有一個 static 標志。
• 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，并且只執行一次。

• 類與結構的實例比較
• 類與結構的差別
• 如何選擇結構還是類

類與結構的示例比較

結構示例

類示例

調用過程

從上面的例子中我們可以看到，類的聲明和結構的聲明非常類似，只是限定符后面是 struct 還是 class 的區別，而且使用時，定義新的結構和定義新的類的方法也非常類似。那么類和結構的具體區別是什么呢？

類與結構的差別

值類型與引用類型

結構

結構是值類型，值類型在堆棧上分配地址，所有的基類型都是結構類型，例如：int 對應System.int32 結構，string 對應 system.string 結構 ，通過使用結構可以創建更多的值類型。

類

類是引用類型，引用類型在堆上分配地址。

堆棧的執行效率要比堆的執行效率高，可是堆棧的資源有限，不適合處理大的邏輯復雜的對象。所以結構處理作為基類型對待的小對象，而類處理某個商業邏輯。

因為結構是值類型所以結構之間的賦值可以創建新的結構，而類是引用類型，類之間的賦值只是復制引用。

說明：

• 雖然結構與類的類型不一樣，可是他們的基類型都是對象（object），C# 中所有類型的基類型都是 Object。
• 雖然結構的初始化也使用了 new 操作符可是結構對象依然分配在堆棧上而不是堆上，如果不使用“新建”(new)，那么在初始化所有字段之前，字段將保持未賦值狀態，且對象不可用。

繼承性

結構

不能從另外一個結構或者類繼承，本身也不能被繼承，雖然結構沒有明確的用 sealed 聲明，可是結構是隱式的 sealed。

類

完全可擴展的，除非顯示的聲明 sealed，否則類可以繼承其他類和接口，自身也能被繼承。

說明：

• 雖然結構不能被繼承 可是結構能夠繼承接口，方法和類繼承接口一樣。

  例如：結構實現接口

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

內部結構

結構

• 沒有默認的構造函數，但是可以添加構造函數
• 沒有析構函數
• 沒有 abstract 和 sealed(因為不能繼承)
• 不能有 protected 修飾符
• 可以不使用 new 初始化
• 在結構中初始化實例字段是錯誤的

類

• 有默認的構造函數
• 有析構函數
• 可以使用 abstract 和 sealed
• 有 protected 修飾符
• 必須使用 new 初始化

如何選擇結構還是類

討論了結構與類的相同之處和差別之后，下面討論如何選擇使用結構還是類：

• 堆棧的空間有限，對于大量的邏輯的對象，創建類要比創建結構好一些。
• 結構表示如點、矩形和顏色這樣的輕量對象，例如，如果聲明一個含有 1000 個點對象的數組，則將為引用每個對象分配附加的內存。在此情況下，結構的成本較低。
• 在表現抽象和多級別的對象層次時，類是最好的選擇。
• 大多數情況下該類型只是一些數據時，結構時最佳的選擇。

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網友在 CSDN 上的回答：

結構可以看作是輕量級的類，在性能上要好一點。

相同之處：

• 結構和類對于程序來講都通過指針操作，同樣是面向對象的形式。

不同之處：

• 結構體對象總是在線程堆棧上操作，而不是托管堆上。
• 不能繼承一個結構體（所以在調用結構體的方法時不需要查找 vtable: 虛函數繼承表）
• 我們不能聲明構造函數為空的結構體（不曉得為啥非得要這么設計）
• 結構體的構造函數內必須初始化所有變量（不曉得為啥非得要這么設計）
• 結構體的字段不能有默認值（默認都是二進制意義上的零值），但是可以在構造函數內改變“默認值”

.....

按照MSDN上的意思，實際上適合用 struct 的場合很小，結構使用指南：

• 行為與基元類型一樣。
• 具有 16 字節以下的實例大小。
• 是不可改變的。
• 值語義是合意的。

在 C# 中結構與類的區別一文中，已經介紹了 struct 的相關知識，本文就結合應用作些強調、補充、修正。

關于字段

不能在聲明字段時初始化它，除非字段被標明為 const 或 static。

關于構造函數

構造函數必須有參數。

構造函數中必須為所有的字段賦值。

說明

不允許在結構中顯式地聲明無參數的構造函數，若要顯示地聲明則必須是有參數的。但在使用 new 實例化時可以使用無參數的構造函數，也可以使用有參數的構造函數，說明存在著一個看不到的、默認的無參數構造函數，《C# 中結構與類的區別》一文中說結構“沒有默認的構造函數”，這種說法有誤。

要不要使用 new

如果使用結構中的屬性、方法，則必須使用 new，否則可以不使用 new。

嵌套類型

在類或結構內部定義的類型稱為嵌套類型。例如：

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

不管外部類型是類還是結構，嵌套類型均默認為 private，但是可以設置為 public、protected internal、protected、internal 或 private。在上面的示例中，Nested 對外部類型是不可訪問的，但可以設置為 public，如下所示：

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

嵌套類型（或內部類型）可訪問包含類型（或外部類型）。若要訪問包含類型，請將其作為構造函數傳遞給嵌套類型。例如：

public class Container
{
    public class Nested
    {
        private Container m_parent;

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

嵌套類型可訪問包含類型的私有成員和受保護的成員（包括所有繼承的私有成員或受保護的成員）。

在前面的聲明中，類 Nested 的完整名稱為 Container.Nested。這是用來創建嵌套類的新實例的名稱，如下所示：

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