【从零开始入门unity游戏开发之——C#篇20】C#面向对象的封装——静态成员（`static`）（静态字段、静态方法、静态属性、静态构造函数、静态类）

news2024/12/25 12:28:41

文章目录

静态成员（`static`）
- 1、静态成员的特点：
- 2、为什么可以直接点出来使用？
- 3、不同的静态成员介绍
- - 3.1. 静态字段
  - 3.2. 静态方法
  - 3.3. 静态属性
  - 3.4. 静态构造函数
  - 3.5. 静态类
- 4、静态成员的优缺点
- - 优点：
  - 缺点：
- 5、静态成员的使用场景
- 6、总结
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完结

静态成员（`static`）

用static修饰的成员变量、方法、属性等，称为静态成员。

1、静态成员的特点：

直接用类名点出使用

类名.静态成员名

2、为什么可以直接点出来使用？

程序中是不能无中生有的。我们要使用的对象，变量，函数都是要在内存中分配内存空间的。之所以要实例化对像，目的就是分配内存空间，在程序中产生一个抽象的对象。

静态成员的特点：

程序开始运行时就会分配内存空间。所以我们就能直接使用。
静态成员和程序同生共死。只要使用了它，直到程序结束时内存空间才会被释放。
一个静态成员就会有自己唯一的一个内存小房间，这让静态成员就有了唯一性，在任何地方使用都是用的小房间里的内容，改变了它也是改变小房间里的内容。

3、不同的静态成员介绍

3.1. 静态字段

静态字段是类级别的变量，在所有类的实例之间共享。

public class MyClass
{
    // 静态字段
    public static int staticField = 0;
    
    public void Increment()
    {
        staticField++;  // 可以在实例方法中访问静态字段
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        MyClass.staticField = 10;  // 通过类名访问静态字段
        Console.WriteLine(MyClass.staticField);  // 输出 10
        
        MyClass obj1 = new MyClass();
        obj1.Increment();  // 静态字段的值会被共享
        Console.WriteLine(MyClass.staticField);  // 输出 11
    }
}

3.2. 静态方法

静态方法是属于类的，而不是实例。你可以通过类名调用静态方法。

public class MathHelper
{
    // 静态方法
    public static int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        int result = MathHelper.Add(5, 3);  // 通过类名调用静态方法
        Console.WriteLine(result);  // 输出 8
    }
}

3.3. 静态属性

静态属性与静态字段类似，但它们提供了更好的封装，允许你在设置或获取值时添加逻辑。

public class Counter
{
    private static int count = 0;
    
    // 静态属性
    public static int Count
    {
        get { return count; }
        set { count = value; }
    }

    public static void Increment()
    {
        count++;
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Counter.Count = 5;  // 通过类名设置静态属性
        Console.WriteLine(Counter.Count);  // 输出 5
        
        Counter.Increment();  // 通过静态方法修改静态字段
        Console.WriteLine(Counter.Count);  // 输出 6
    }
}

3.4. 静态构造函数

静态构造函数在类的第一次访问时自动调用。只会自动调用一次。
静态构造函数不接受任何参数，并且不能显式调用。
它通常用于初始化静态字段或执行一次性初始化任务。
不能使用访问修饰符

public class MyClass
{
    // 静态字段
    public static int staticField;

    // 静态构造函数
    static MyClass()
    {
        staticField = 10;  // 初始化静态字段
        Console.WriteLine("静态构造函数被调用");
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        // 静态构造函数会在第一次访问类的静态成员时被调用
        Console.WriteLine(MyClass.staticField);  // 输出 10，且输出 "静态构造函数被调用"
    }
}

3.5. 静态类

静态类是一种特殊类型的类，所有成员都必须是静态的。静态类不能实例化，也不能包含实例成员。
比如我们一直用的Console就是一个静态类.

public static class Utility
{
    public static void PrintMessage(string message)
    {
        Console.WriteLine(message);
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Utility.PrintMessage("Hello, World!");  // 通过静态类调用静态方法
    }
}

4、静态成员的优缺点

优点：

节省内存：由于静态成员是所有实例共享的，它们只会占用一次内存。
全局访问：静态成员可以在整个程序中被访问，适合做全局变量或工具函数。

缺点：

线程安全问题：静态成员是共享的，因此如果多个线程同时访问静态成员，可能会引发线程安全问题。需要小心同步。
无法实例化：静态类不能创建实例，因此无法进行继承或实现接口。

5、静态成员的使用场景

单例模式：静态成员通常用来实现单例模式，确保一个类只有一个实例。
全局常量或配置：静态字段或属性可以用来存储全局常量或配置数据。
工具类：静态方法非常适合用作工具类，提供通用的功能，如数学运算、字符串处理等。

6、总结

静态成员属于类本身，而不是类的实例。
静态字段和静态属性在所有实例之间共享。
静态方法和静态构造函数用于类级别的操作。
静态成员常用于工具类、全局配置、单例模式等场景。
特点：直接用类名点出来使用（全局性）
生命周期：和程序同生共死。程序运行后就会一直存在内存中，直到程序结束后才会释放，因此静态成员具有唯一性
注意：
- 静态函数中不能直接使用非静态成员
- 非静态函数中可以直接使用静态成员

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