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C# 中 static的使用

web 2025/5/14 21:49:22

静态(static)是C#中一个重要的关键字，它可以应用于类、方法、属性和字段。

静态类

静态类的特点：

不能实例化
只能包含静态成员
密封的（sealed）,不能被继承

应用场景：

工具类/辅助类
数学计算类：如Math类
扩展方法、全局访问等

扩展方法

扩展方法必须写在非泛型的静态类中
对int类型进行扩展，添加一个Divide方法，返回double类型
this 后面跟类型和参数名称，为要进行扩展的类

   public static class ExtendMethod{public static double Divide(this int a, int b){return a*1.0 / b;}}

使用
在这里插入图片描述

静态类

除扩展方法外，其他类中，除非特殊需要一般不直接写为静态类，因为静态类中的，方法、属性、成员必须是静态的。

public static class StringHelper
{    public static string Reverse(string input){char[] charArray = input.ToCharArray();Array.Reverse(charArray);return new string(charArray);}
}// 使用
var result = StringHelper.Reverse("hello");

静态方法

不依赖于实例对象
单例模式的实力获取方法
在类中添加一个生成单例的方法，当然也运行通过new的方式创建，此时非单例

    public class Logger{private static Logger _instance;private static object _lock = new object();public static Logger GetInstance(){lock (_lock){if (_instance == null){_instance = new Logger();}return _instance;}}// 实例方法public void Log(string message){Console.WriteLine(message);}}

使用

  static void Main(string[] args){Logger logger = Logger.GetInstance();logger.Log("Test message");Console.ReadLine();}

静态属性

共享数据，全局配置
资源计数
单例实例访问

        private static object _syncObj = new object();private static KvPLC _instance = null;public static KvPLC KvInstance //单例对象{get{lock (_syncObj){if (_instance == null){_instance = new KvPLC();}}return _instance;}}

静态字段

共享数据、缓存常用数据
计数器
只读常量（通常与const或readonly一起使用）
统计User类的用户数量

    public class User{private static int _userCount = 0;public User(){_userCount++;}public static int TotalUserCount=>_userCount;}

使用

        static void Main(string[] args){var user1 = new User();var user2 = new User();//总用户数:2Console.WriteLine($"总用户数:{User.TotalUserCount}");Console.ReadLine();}

优点：

无需实例化即可使用，全局可访问（需谨慎使用）

缺点：

可能导致代码紧耦合，难以进行单元测试
过度使用可能导致"上帝对象"问题
线程安全问题（需要特别注意同步）

静态属性和静态字段

访问控制

静态字段

直接暴露数据，无访问控制逻辑
若为public，外部可直接修改值，风险较高

public static class Counter {public static int Count;  // 直接暴露
}// 外部可直接修改
Counter.Count = 100;  // 无任何验证逻辑

静态属性
通过get/set控制访问
可添加验证逻辑、延迟加载、线程同步等
验证逻辑

public static class Counter {private static int _count;public static int Count {get => _count;set {if (value >= 0)  // 添加验证_count = value;}}
}Counter.Count = -5;  // 赋值无效，值不会被修改

延迟加载

public static class LazyData {private static Data _data;public static Data Data {get {if (_data == null) _data = LoadData();return _data;}}private static Data LoadData() { /*...*/ }
}

线程安全

public static class ThreadSafeCounter {private static int _count;private static object _lock = new();public static int Count {get { lock(_lock) return _count; }set { lock(_lock) _count = value; }}
}

初始化方式

静态字段

支持直接初始化或通过静态构造函数
可声明为readonly（只读）

public static class Constants {public static readonly int MaxRetries = 3;  // 运行时初始化public const string AppName = "MyApp";     // 编译时常量
}

静态属性

初始化需通过访问器或静态构造函数
不可直接使用readonly，但可通过私有set实现只读

public static class Config {public static string Environment { get; } = "Production";  // 只读属性public static int Timeout { get; private set; } = 30;     // 限制外部修改
}