C#中一些易混淆概念總結(jié)（三）--------結(jié)構(gòu)，GC回收，靜態(tài)成員，靜態(tài)類

目錄：

【C#小知識(shí)】C#中一些易混淆概念總結(jié)

【C#小知識(shí)】C#中一些易混淆概念總結(jié)（二）

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一，C#中結(jié)構(gòu)

在C#中可以使用struct關(guān)鍵字來(lái)定義一個(gè)結(jié)構(gòu)，級(jí)別與類是一致的，寫在命名空間下面。

1）結(jié)構(gòu)中可以定義屬性，字段，方法和構(gòu)造函數(shù)。示例代碼如下：

//定義結(jié)構(gòu)
    struct Point
    {
                                                                                       
        //定義字段
        private int x;
        //封裝字段
        public int X
        {
            get { return x; }
            set { x = value; }
        }
                                                                                        
        //定義方法
        public void Result()
        {
                                                                                            
        }
        //定義構(gòu)造函數(shù)
        public Point(int n)
        {
            this.x = n;
            //Console.WriteLine(n);
        }
    }

那么，聲明類與結(jié)構(gòu)的區(qū)別有哪些呢？

①無(wú)論如何，C#編譯器都會(huì)為結(jié)構(gòu)生成無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)；

當(dāng)我們顯式的定義無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，編譯時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，結(jié)果如下：

編譯器告訴我們，結(jié)構(gòu)不能包含顯式的無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

但是這樣編寫代碼時(shí)，編譯器卻不報(bào)錯(cuò)，代碼如下：

運(yùn)行結(jié)果如下：

雖然結(jié)構(gòu)不能顯式的聲明無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，但是程序員卻可以顯式的調(diào)用結(jié)構(gòu)的無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，說(shuō)明C#編譯器無(wú)論如何都會(huì)為結(jié)構(gòu)生成無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。

②結(jié)構(gòu)中的字段不能賦初始值；

③在結(jié)構(gòu)的構(gòu)造函數(shù)中必須要對(duì)結(jié)構(gòu)體的每一個(gè)字段賦值；

當(dāng)我們不聲明顯式的構(gòu)造函數(shù)時(shí)，可以不對(duì)成員字段賦值，但是一旦聲明了構(gòu)造函數(shù)，就要對(duì)所有的成員字段賦值

對(duì)所有的成員字段賦值，代碼如下：

④在構(gòu)造函數(shù)中對(duì)屬性賦值不認(rèn)為對(duì)字段賦值，屬性不一定去操作字段；

所以在構(gòu)造函數(shù)中我們對(duì)字段賦初始值的時(shí)候，正確的代碼應(yīng)該是

//定義構(gòu)造函數(shù)
        public Point(int n)
        {
            //正確的可以對(duì)字段賦初始值
            this.x = n;
            //在構(gòu)造函數(shù)中對(duì)屬性賦值，但是不一定操作字段
            this.X = n;
            //Console.WriteLine(n);
        }

2）結(jié)構(gòu)體的數(shù)值類型問(wèn)題

C#中的結(jié)構(gòu)是值類型，它的對(duì)象和成員字段是分配在棧中的，如下圖：

那么當(dāng)我們寫了如下的代碼，內(nèi)存中發(fā)生了什么呢？

//這里可以調(diào)用無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
          Point p = new Point();
          //為p的屬性賦值
          p.X = 100;
          //將p賦值給Point新的對(duì)象p1
          Point p1 = p;

Point p1=p發(fā)生了什么呢？情況如下：

聲明結(jié)構(gòu)體對(duì)象可以不使用“new”關(guān)鍵字如果不使用“new”關(guān)鍵字聲明結(jié)構(gòu)體對(duì)象，因?yàn)闆](méi)有調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，這個(gè)時(shí)候結(jié)構(gòu)體對(duì)象是沒(méi)有值的。而結(jié)構(gòu)的構(gòu)造函數(shù)必須為結(jié)構(gòu)的所有字段賦值，所以通過(guò)"new"關(guān)鍵字創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體對(duì)象的時(shí)候，這個(gè)對(duì)象被構(gòu)造函數(shù)初始化就有默認(rèn)的初始值了。實(shí)例代碼如下：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
           //沒(méi)有辦法調(diào)用默認(rèn)的構(gòu)造函初始化
            Point p;
            Console.WriteLine(p);
            //會(huì)調(diào)用默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)對(duì)的Point對(duì)象初始化
            Point p1 = new Point();
            Console.WriteLine(p1);
            Console.ReadKey();
        }
    }
    //定義結(jié)構(gòu)
    struct Point
    {
        //定義時(shí)賦初始值，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)
        private int x;
    }

編譯的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)：

3）結(jié)構(gòu)體不能使用自動(dòng)屬性

在第一篇文章我寫自動(dòng)屬性的時(shí)候，反編譯源代碼，知道自動(dòng)屬性，會(huì)生成一個(gè)默認(rèn)字段。而在結(jié)構(gòu)的構(gòu)造函數(shù)中需要對(duì)每一個(gè)字段賦值，但是編譯器不知道這個(gè)字段的名字。所以，沒(méi)有辦法使用自動(dòng)屬性。

那么什么時(shí)候定義類，什么時(shí)候定義結(jié)構(gòu)體呢？

首先我們都知道的是，棧的訪問(wèn)速度相對(duì)于堆是比較快的。但是棧的空間相對(duì)于堆來(lái)說(shuō)是比較小的。

①當(dāng)我們要表示一個(gè)輕量級(jí)的對(duì)象，就可以定義結(jié)構(gòu)體，提高訪問(wèn)速度。

②根據(jù)傳值的影響來(lái)選擇，當(dāng)要傳遞的引用就定義類，當(dāng)要傳遞的是“拷貝”就定義結(jié)構(gòu)體。

二，關(guān)于GC（.NET的垃圾回收）

1）分配在棧中的空間變量，一旦出了該變量的作用域就會(huì)被CLR立即回收；如下代碼：

//定義值類型的n當(dāng)，程序出了main函數(shù)后n在棧中占用的空間就會(huì)被CLR立即回收
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5;
            Console.WriteLine(n);
        }

2）分配在堆里面的對(duì)象，當(dāng)沒(méi)有任何變量的引用時(shí)，這個(gè)對(duì)象就會(huì)被標(biāo)記為垃圾對(duì)象，等待垃圾回收器的回收；

GC會(huì)定時(shí)清理堆空間中的垃圾對(duì)象，這個(gè)時(shí)間頻率是程序員無(wú)法控制的，是由CLR決定的。所以，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被標(biāo)記為垃圾對(duì)象的時(shí)候，不一定會(huì)被立即回收。

3）析構(gòu)函數(shù)

在回收垃圾對(duì)象的時(shí)候，析構(gòu)函數(shù)被GC自動(dòng)調(diào)用。主要是執(zhí)行一些清理善后工作。

析構(gòu)函數(shù)沒(méi)有訪問(wèn)修飾符，不能有你參數(shù)，使用“~”來(lái)修飾。 如下面的代碼示例：

class Program
    {
        //定義值類型的n當(dāng)，程序出了main函數(shù)后n在棧中占用的空間就會(huì)被CLR立即回收
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5;
            OperateFile operate = new OperateFile();
            operate.FileWrite();
            //執(zhí)行完寫操作后，會(huì)調(diào)用該類的析構(gòu)函數(shù)，釋放對(duì)文件對(duì)象的控制
            //Console.WriteLine(n);
        }
    }
    //定義操作硬盤上文件上的類
    class OperateFile
    {
        //定義寫文件的方法
        public void FileWrite()
        { }
        //定義調(diào)用該類結(jié)束后，所要執(zhí)行的動(dòng)作
        ~OperateFile()
        {
　　　　　　　　//釋放對(duì)操作文件對(duì)象的控制
        }
    }

三，靜態(tài)成員和實(shí)例成員的區(qū)別：

靜態(tài)成員是需要通過(guò)static關(guān)鍵字來(lái)修飾的，而實(shí)例成員不用static關(guān)鍵字修飾。他們區(qū)別如下代碼：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //靜態(tài)成員屬于類，可以直接通過(guò)“類名.靜態(tài)成員”的方式訪問(wèn)
            Person.Run();
            //實(shí)例成員屬于對(duì)象，需要通過(guò)“對(duì)象名.實(shí)例成員”來(lái)訪問(wèn)
            Person p = new Person();
            p.Sing();
        }
    }
    class Person
    {
        //靜態(tài)成員變量
        private static int nAge;
        //實(shí)例成員變量
        private string strName;
        public static void Run()
        {
            Console.WriteLine("我會(huì)奔跑！");
        }
        public void Sing()
        {
            Console.WriteLine("我會(huì)唱歌");
        }
    }

當(dāng)類第一次被加載的時(shí)候（就是該類第一次被加載到內(nèi)存當(dāng)中），該類下面的所有靜態(tài)的成員都會(huì)被加載。實(shí)例成員有多少對(duì)象，就會(huì)創(chuàng)建多少對(duì)象。

而靜態(tài)成員只被加載到靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，只被創(chuàng)建一次，且直到程序退出時(shí)才會(huì)被釋放。

看下面的代碼：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Person p = new Person();
            Person p1 = new Person();
            Person p2 = new Person();
        }
    }
                                      
    class Person
    {
        //靜態(tài)成員變量
        private static int nAge;
        //實(shí)例成員變量
        private string strName;
        public static void Run()
        {
            Console.WriteLine("我會(huì)奔跑！");
        }
        public void Sing()
        {
            Console.WriteLine("我會(huì)唱歌");
        }
    }

那么在內(nèi)存中發(fā)生了什么呢？如下圖：

由上面顯然可知，定義靜態(tài)的成員是可以影響程序的執(zhí)行效率的。那么什么時(shí)候定義靜態(tài)的成員變量呢？

①變量需要被共享的時(shí)候②方法需要被反復(fù)的調(diào)用的時(shí)候

2）在靜態(tài)方法中不能直接調(diào)用實(shí)例成員。

當(dāng)類第一次被加載的時(shí)候，靜態(tài)成員已經(jīng)被加載到靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，此時(shí)類的對(duì)象還有可能能沒(méi)有創(chuàng)建，所以靜態(tài)方法中不能調(diào)用類成員字段。實(shí)例代碼如下：

this和base關(guān)鍵字都不能在靜態(tài)方法中使用。

②可以創(chuàng)建類的對(duì)象指明對(duì)象的成員在靜態(tài)方法中操作，代碼如下：

public static void Run()
       {
           Person p = new Person();
           p.strName = "強(qiáng)子";
           Console.WriteLine("我會(huì)奔跑！");
       }

③在實(shí)例成員中肯定可以調(diào)用靜態(tài)方法，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候靜態(tài)成員肯定存在，代碼如下：

public static void Run()
        {
            Person p = new Person();
            p.strName = "強(qiáng)子";
            Console.WriteLine("我會(huì)奔跑！");
        }
        public void Sing()
        {
            //實(shí)例方法被調(diào)用的時(shí)候，對(duì)象實(shí)例一定會(huì)被創(chuàng)建，所以可以在實(shí)例方法中訪問(wèn)實(shí)例的字段
            this.strName = "子強(qiáng)";
            strName = "子強(qiáng)";
            //調(diào)用靜態(tài)成員
            Run();
            Console.WriteLine("我會(huì)唱歌");
        }

靜態(tài)成員和實(shí)例成員的對(duì)比：

①生命周期不一樣

靜態(tài)成員只有在程序結(jié)束時(shí)才會(huì)釋放，而實(shí)例成員沒(méi)有對(duì)象引用時(shí)就會(huì)釋放

②內(nèi)存中存儲(chǔ)的位置不一樣

靜態(tài)成員存放在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)例成員在托管堆中。

四，靜態(tài)類

①靜態(tài)類被static關(guān)鍵字修飾

②靜態(tài)類中只能生命靜態(tài)的成員變量，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)（因?yàn)樵L問(wèn)該實(shí)例成員的時(shí)候，類的對(duì)象可能還沒(méi)有被創(chuàng)建）

③靜態(tài)類中不能有實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)（如果有實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)，則該靜態(tài)類能被實(shí)例化，都是靜態(tài)成員，沒(méi)有實(shí)例成員被調(diào)用）

正確的聲明方法：

static class Person
    {
        //private int nAge;
        private static string strName;
        static Person()
        {
        }
    }

④靜態(tài)類不能被繼承，反編譯剛才的兩個(gè)類，結(jié)果如下：

會(huì)發(fā)現(xiàn)靜態(tài)類的本質(zhì)是一個(gè)抽象密封類，所以不能被繼承和實(shí)例化。所以，靜態(tài)類的構(gòu)造函數(shù)，不能有訪問(wèn)修飾符

2）那么什么時(shí)候聲明靜態(tài)類呢？

如果這個(gè)類下面的所有成員的都需要被共享，可以把這個(gè)類聲明為靜態(tài)類。

且在一般對(duì)象中不能聲明靜態(tài)類型的變量（訪問(wèn)該靜態(tài)變量時(shí)，可能該對(duì)象還沒(méi)有被創(chuàng)建）。

3）靜態(tài)類的構(gòu)造函數(shù)

靜態(tài)類可以有靜態(tài)的構(gòu)造函數(shù)（且所有類都可以有靜態(tài)的構(gòu)造函數(shù)），如下代碼：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Cat c;
            Cat c1 = new Cat();
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class Cat
    {
        private int n;
        public string strName;
        //實(shí)例構(gòu)造函數(shù)
        public Cat()
        {
            Console.WriteLine("看誰(shuí)先執(zhí)行2");
        }
        //靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
        static Cat()
        {
            Console.WriteLine("看誰(shuí)先執(zhí)行1");
        }
    }

執(zhí)行結(jié)果如下：

由此我們可以知道，靜態(tài)的構(gòu)造函數(shù)會(huì)先于實(shí)例構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行

且

當(dāng)我們?cè)贛ain（）函數(shù)中添加如下的代碼是：

static void Main(string[] args)
        {
            //不執(zhí)行靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)
            Cat c;
            Cat c1 = new Cat();
            Cat c2 = new Cat();
            Console.ReadKey();
        }

運(yùn)行結(jié)果如下：

說(shuō)明靜態(tài)的構(gòu)造函數(shù)只執(zhí)行了一次。

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好吧這次的分享風(fēng)到此結(jié)束。希望對(duì)大家對(duì)理解C#基礎(chǔ)概念知識(shí)能有所幫助。

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