C#中一些易混淆概念总结（三）--------结构，GC回收，静态成员，静态类

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【C#小知识】C#中一些易混淆概念总结

【C#小知识】C#中一些易混淆概念总结（二）

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一，C#中结构

在C#中可以使用struct关键字来定义一个结构，级别与类是一致的，写在命名空间下面。

1）结构中可以定义属性，字段，方法和构造函数。示例代码如下：

//定义结构
    struct Point
    {
                                                                                       
        //定义字段
        private int x;
        //封装字段
        public int X
        {
            get { return x; }
            set { x = value; }
        }
                                                                                        
        //定义方法
        public void Result()
        {
                                                                                            
        }
        //定义构造函数
        public Point(int n)
        {
            this.x = n;
            //Console.WriteLine(n);
        }
    }

那么，声明类与结构的区别有哪些呢？

①无论如何，C#编译器都会为结构生成无参数的构造函数；

当我们显式的定义无参数的构造函数，编译时会报错，结果如下：

编译器告诉我们，结构不能包含显式的无参数的构造函数

但是这样编写代码时，编译器却不报错，代码如下：

运行结果如下：

虽然结构不能显式的声明无参数的构造函数，但是程序员却可以显式的调用结构的无参数的构造函数，说明C#编译器无论如何都会为结构生成无参数的构造函数。

②结构中的字段不能赋初始值；

③在结构的构造函数中必须要对结构体的每一个字段赋值；

当我们不声明显式的构造函数时，可以不对成员字段赋值，但是一旦声明了构造函数，就要对所有的成员字段赋值

对所有的成员字段赋值，代码如下：

④在构造函数中对属性赋值不认为对字段赋值，属性不一定去操作字段；

所以在构造函数中我们对字段赋初始值的时候，正确的代码应该是

//定义构造函数
        public Point(int n)
        {
            //正确的可以对字段赋初始值
            this.x = n;
            //在构造函数中对属性赋值，但是不一定操作字段
            this.X = n;
            //Console.WriteLine(n);
        }

2）结构体的数值类型问题

C#中的结构是值类型，它的对象和成员字段是分配在栈中的，如下图：

那么当我们写了如下的代码，内存中发生了什么呢？

//这里可以调用无参数的构造函数
          Point p = new Point();
          //为p的属性赋值
          p.X = 100;
          //将p赋值给Point新的对象p1
          Point p1 = p;

Point p1=p发生了什么呢？情况如下：

声明结构体对象可以不使用“new”关键字如果不使用“new”关键字声明结构体对象，因为没有调用构造函数，这个时候结构体对象是没有值的。而结构的构造函数必须为结构的所有字段赋值，所以通过"new"关键字创建结构体对象的时候，这个对象被构造函数初始化就有默认的初始值了。实例代码如下：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
           //没有办法调用默认的构造函初始化
            Point p;
            Console.WriteLine(p);
            //会调用默认的构造函数对的Point对象初始化
            Point p1 = new Point();
            Console.WriteLine(p1);
            Console.ReadKey();
        }
    }
    //定义结构
    struct Point
    {
        //定义时赋初始值，编译器会报错
        private int x;
    }

编译的时候会报错：

3）结构体不能使用自动属性

在第一篇文章我写自动属性的时候，反编译源代码，知道自动属性，会生成一个默认字段。而在结构的构造函数中需要对每一个字段赋值，但是编译器不知道这个字段的名字。所以，没有办法使用自动属性。

那么什么时候定义类，什么时候定义结构体呢？

首先我们都知道的是，栈的访问速度相对于堆是比较快的。但是栈的空间相对于堆来说是比较小的。

①当我们要表示一个轻量级的对象，就可以定义结构体，提高访问速度。

②根据传值的影响来选择，当要传递的引用就定义类，当要传递的是“拷贝”就定义结构体。

二，关于GC（.NET的垃圾回收）

1）分配在栈中的空间变量，一旦出了该变量的作用域就会被CLR立即回收；如下代码：

//定义值类型的n当，程序出了main函数后n在栈中占用的空间就会被CLR立即回收
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5;
            Console.WriteLine(n);
        }

2）分配在堆里面的对象，当没有任何变量的引用时，这个对象就会被标记为垃圾对象，等待垃圾回收器的回收；

GC会定时清理堆空间中的垃圾对象，这个时间频率是程序员无法控制的，是由CLR决定的。所以，当一个对象被标记为垃圾对象的时候，不一定会被立即回收。

3）析构函数

在回收垃圾对象的时候，析构函数被GC自动调用。主要是执行一些清理善后工作。

析构函数没有访问修饰符，不能有你参数，使用“~”来修饰。 如下面的代码示例：

class Program
    {
        //定义值类型的n当，程序出了main函数后n在栈中占用的空间就会被CLR立即回收
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5;
            OperateFile operate = new OperateFile();
            operate.FileWrite();
            //执行完写操作后，会调用该类的析构函数，释放对文件对象的控制
            //Console.WriteLine(n);
        }
    }
    //定义操作硬盘上文件上的类
    class OperateFile
    {
        //定义写文件的方法
        public void FileWrite()
        { }
        //定义调用该类结束后，所要执行的动作
        ~OperateFile()
        {
　　　　　　　　//释放对操作文件对象的控制
        }
    }

三，静态成员和实例成员的区别：

静态成员是需要通过static关键字来修饰的，而实例成员不用static关键字修饰。他们区别如下代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //静态成员属于类，可以直接通过“类名.静态成员”的方式访问
            Person.Run();
            //实例成员属于对象，需要通过“对象名.实例成员”来访问
            Person p = new Person();
            p.Sing();
        }
    }
    class Person
    {
        //静态成员变量
        private static int nAge;
        //实例成员变量
        private string strName;
        public static void Run()
        {
            Console.WriteLine("我会奔跑！");
        }
        public void Sing()
        {
            Console.WriteLine("我会唱歌");
        }
    }

当类第一次被加载的时候（就是该类第一次被加载到内存当中），该类下面的所有静态的成员都会被加载。实例成员有多少对象，就会创建多少对象。

而静态成员只被加载到静态存储区，只被创建一次，且直到程序退出时才会被释放。

看下面的代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Person p = new Person();
            Person p1 = new Person();
            Person p2 = new Person();
        }
    }
                                      
    class Person
    {
        //静态成员变量
        private static int nAge;
        //实例成员变量
        private string strName;
        public static void Run()
        {
            Console.WriteLine("我会奔跑！");
        }
        public void Sing()
        {
            Console.WriteLine("我会唱歌");
        }
    }

那么在内存中发生了什么呢？如下图：

由上面显然可知，定义静态的成员是可以影响程序的执行效率的。那么什么时候定义静态的成员变量呢？

①变量需要被共享的时候②方法需要被反复的调用的时候

2）在静态方法中不能直接调用实例成员。

当类第一次被加载的时候，静态成员已经被加载到静态存储区，此时类的对象还有可能能没有创建，所以静态方法中不能调用类成员字段。实例代码如下：

this和base关键字都不能在静态方法中使用。

②可以创建类的对象指明对象的成员在静态方法中操作，代码如下：

public static void Run()
       {
           Person p = new Person();
           p.strName = "强子";
           Console.WriteLine("我会奔跑！");
       }

③在实例成员中肯定可以调用静态方法，因为这个时候静态成员肯定存在，代码如下：

public static void Run()
        {
            Person p = new Person();
            p.strName = "强子";
            Console.WriteLine("我会奔跑！");
        }
        public void Sing()
        {
            //实例方法被调用的时候，对象实例一定会被创建，所以可以在实例方法中访问实例的字段
            this.strName = "子强";
            strName = "子强";
            //调用静态成员
            Run();
            Console.WriteLine("我会唱歌");
        }

静态成员和实例成员的对比：

①生命周期不一样

静态成员只有在程序结束时才会释放，而实例成员没有对象引用时就会释放

②内存中存储的位置不一样

静态成员存放在静态存储区，实例成员在托管堆中。

四，静态类

①静态类被static关键字修饰

②静态类中只能生命静态的成员变量，否则会报错（因为访问该实例成员的时候，类的对象可能还没有被创建）

③静态类中不能有实例的构造函数（如果有实例的构造函数，则该静态类能被实例化，都是静态成员，没有实例成员被调用）

正确的声明方法：

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

④静态类不能被继承，反编译刚才的两个类，结果如下：

会发现静态类的本质是一个抽象密封类，所以不能被继承和实例化。所以，静态类的构造函数，不能有访问修饰符

2）那么什么时候声明静态类呢？

如果这个类下面的所有成员的都需要被共享，可以把这个类声明为静态类。

且在一般对象中不能声明静态类型的变量（访问该静态变量时，可能该对象还没有被创建）。

3）静态类的构造函数

静态类可以有静态的构造函数（且所有类都可以有静态的构造函数），如下代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Cat c;
            Cat c1 = new Cat();
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class Cat
    {
        private int n;
        public string strName;
        //实例构造函数
        public Cat()
        {
            Console.WriteLine("看谁先执行2");
        }
        //静态构造函数
        static Cat()
        {
            Console.WriteLine("看谁先执行1");
        }
    }

执行结果如下：

由此我们可以知道，静态的构造函数会先于实例构造函数执行

且

当我们在Main（）函数中添加如下的代码是：

static void Main(string[] args)
        {
            //不执行静态构造函数
            Cat c;
            Cat c1 = new Cat();
            Cat c2 = new Cat();
            Console.ReadKey();
        }

运行结果如下：

说明静态的构造函数只执行了一次。

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好吧这次的分享风到此结束。希望对大家对理解C#基础概念知识能有所帮助。

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