static class c что это
static (Справочник по C#)
Начиная с C# 8.0 можно добавить модификатор static в локальную функцию. Статическая локальная функция не может сохранять локальные переменные или состояние экземпляра.
Начиная с C# 9.0 можно добавить модификатор static в лямбда-выражение или анонимный метод. Статическое лямбда-выражение или анонимный метод не могут сохранять локальные переменные или состояние экземпляра.
Пример: статический класс
Следующий класс объявляется как static и содержит только методы static :
Так как экземпляр класса содержит отдельную копию всех полей экземпляра класса, каждому полю static соответствует только одна копия.
Невозможно использовать this для ссылки на методы static или методы доступа к свойствам.
Ключевое слово static имеет более ограниченное применение по сравнению с C++. Сведения о сравнении с ключевым словом С++ см. в статье Классы хранения (C++).
В качестве демонстрации членов static рассмотрим класс, представляющий сотрудника компании. Предположим, что этот класс содержит метод для подсчета сотрудников и поле для хранения их числа. И метод, и поле не принадлежат никакому экземпляру сотрудника. Они принадлежат всему классу сотрудников. В связи с этим они должны объявляться как члены static класса.
Пример: статическое поле и метод
В этом примере выполняется чтение имени и идентификатора нового сотрудника, увеличение счетчика сотрудников на единицу, а также отображение сведений о новом сотруднике и новом числе сотрудников. Эта программа считывает текущее число сотрудников с клавиатуры.
Пример: статическая инициализация
Спецификация языка C#
Дополнительные сведения см. в спецификации языка C#. Спецификация языка является предписывающим источником информации о синтаксисе и использовании языка C#.
Что значит static class
Что означает данная конструкция
если конструкция не имеет смысла тогда почему студия компилирует ее.
2 ответа 2
Смысл может появиться, если совместно с определением класса будет определена переменная, то есть код трансформируется в следующий:
Это будет значит, что создаётся переменная только что определённого класса. То, что Visual Studio разрешает подобную конструкцию, т.е. выдаёт всего лишь предупреждение, а не ошибку компиляции, является особенностью компилятора.
Причём var в зависимости от контекста может быть как определением глобальной переменной, доступной только в пределах текущего файла, если это написано на уровне глобального пространства имён. А может быть и объявлением статической переменной объемлющего класса, если написано внутри определения класса:
В таком случае, для использования var её ещё нужно будет определить вне X :
10.1.1 Storage class specifiers
4 The static specifier can be applied only to names of variables and functions and to anonymous unions [. ]
Данная конструкция не объявляет ни объекта, ни функции. Любой С++ компилятор обязан выдать диагностическое сообщение в ответ на такую конструкцию.
Понятия «компилирует» или «не компилирует» в мире С++ не существует. Корректность С++ кода определяется в первую очередь наличием или отсутствием диагностических сообщений компилятора.
В данном случае решение компилятора продолжить компиляцию после выдачи диагностического сообщения, возможно, вызвано наследием языка С, в котором такие бессмысленные спецификаторы класса хранения являются допустимыми (хоть и тоже бессмысленными).
Статика в C#
Волею судьбы в последние годы у меня появилось ещё одно очень увлекательное хобби – учить. Я занимаюсь обучением людей, которые хотят стать программистами C#. Люди приходят разные: технари, гуманитарии, кто-то по своей воле, кого-то направляют от организаций. Не смотря на различные уровни, мне нужно их обучать. Поэтому я стараюсь постоянно обновлять и улучшать свои обучающие материалы. В связи с чем, пришёл к выводу: «А не плохо было бы оформить материалы в текстовом виде, чтобы ими было удобно пользоваться». Под катом я выложил как пример одну из недавно оформленных лекций.
Общая концепция
Статика подразумевает, что вам не нужно создавать экземпляр класса. Все приведённые выше составляющие класса, доступны посредством указания его имени.
Следует отметить, что необязательно делать весь класс статическим. Иногда достаточно применить статику для отдельных его членов.
Больше деталей
Выше мы не рассматривали такую конструкцию, как статический конструктор. Один из достаточно интересных вопросов, на мой взгляд, когда происходит вызов статического конструктор у классов?
Я думаю вы уже обратили внимание, что для статического конструктора не используется спецификатор доступа. Всё очень очевидно, создание статики вы не контролируете. Если попробовать выполнить приведённый ниже код, то можно убедиться в верности следующего утверждения: статический конструктор вызывается перед доступом к любому члену класса.
Можно поиграться, закомментировав любую из строк в которых происходит обращение к классу Box. Теперь немного изменим код, и подправим наше утверждение
В данном случае вызов статического конструктора не происходит. Итак: статический конструктор вызывается перед доступом к любому члену класса, за исключением констант. Я не зря использовал слово класс в данном определении. Со структурами очень много “приколов”. Вы должно быть знаете, что в C# нельзя переопределить конструктор по-умолчанию, но можно определить статический конструктор без параметров. Однако он будет вызываться не всегда, так например не произойдёт его вызов, если вы, например, попытаетесь создать массив структур.
Общие рассуждения об использовании статики
Полиморфизм
Как упоминалось выше, статические классы не поддерживают наследование, т.е. вы не можете наследоваться от интерфейса или другого класса и таким образом расширить функциональность.
Тестирование
При использование статики тестирование достаточно затруднено. Нельзя оперативно подменять код, основываясь на интерфейсах. Если нужно менять, то серьёзно, переписывая значительные куски кода.
Singleton (Одиночка) или статический класс?
Статья будет полезна в первую очередь разработчикам, которые теряются на собеседованиях когда слышат вопрос «Назовите основные отличия синглтона от статического класса, и когда следует использовать один, а когда другой?». И безусловно будет полезна для тех разработчиков, которые при слове «паттерн» впадают в уныние или просят прекратить выражаться 🙂
Что такое статический класс?
Что такое Singleton (Одиночка)?
Один из порождающих паттернов, впервые описанный «бандой четырех» (GoF). Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр, и предоставляет к нему глобальную точку доступа. Мы не будем подробно рассматривать здесь этот паттерн, его предназначение и решаемые им задачи — в сети существует масса подробной информации о нем (например здесь и здесь). Отмечу лишь что синглтоны бывают потокобезопасные и нет, с простой и отложенной инициализацией.
А если нет разницы — зачем плодить больше?
Так в чем же все-таки разница между этими двумя сущностями и когда следует их использовать? Думаю что лучше всего это проиллюстрировать в следующей таблице:
Singleton | Static class | |
---|---|---|
Количество точек доступа | Одна (и только одна) точка доступа — статическое поле Instance | N (зависит от количества публичных членов класса и методов) |
Наследование классов | Возможно, но не всегда (об этом — ниже) | Невозможно — статические классы не могут быть экземплярными, поскольку нельзя создавать экземпляры объекты статических классов |
Наследование интерфейсов | Возможно, безо всяких ограничений | Невозможно по той же причине, по которой невозможно наследование классов |
Возможность передачи в качестве параметров | Возможно, поскольку Singleton предоставляет реальный объект | Отсутствует |
Контроль времени жизни объекта | Возможно — например, отложенная инициализация (или создание по требованию) | Невозможно по той же причине, по которой невозможно наследование классов |
Использование абстрактной фабрики для создания экземпляра класса | Возможно | Невозможно по причине осутствия самой возможности создания экземпляра |
Сериализация | Возможно | Неприменима по причине отсутствия экземпляра |
Рассмотрим подробнее перечисленные выше критерии.
Количество точек доступа
Конечно же имеются ввиду внешние точки доступа, другими словами — публичный контракт взаимодействия класса и его клиентов. Это удобнее проиллюстрировать с помощью кода:
Singleton в «канонической» реализации:
Наследование классов
С наследованием статических классов все просто — оно просто не поддерживается на уровне языка. С Singleton все несколько сложнее. Для удобства использования многие разработчики чаще всего используют следующую реализацию паттерна:
А поскольку множественное наследование в C# и в любом CLI-совместимом языке запрещено — это означает что мы не сможем унаследовать класс Session от любого другого полезного класса. Выходом является делагирование синглтону управления доступом к экземпляру объекта:
Наследование интерфейсов
Использование интерфейсов позволяет достичь большей гибкости, увеличить количество повторно используемого кода, повысить тестируемость, и, самое главное — избежать сильной связности объектов. Статические классы не поддерживают наследования в принципе. Синглтон, напротив, наследование интерфейсов поддерживает в полной мере, поскольку это обычный класс. Но вот использовать эту возможность стоит только в том случае, если экземпляр синглтона планируется передавать в качестве входных параметров в смешанных сценариях или транслировать за границу домена. Пример смешанного сценария:
Возможность передачи в качестве параметров
Для статических классов это не поддерживается — можно передать разве что тип, но в большинстве ситуаций это бесполезно, за исключением случаев применения механизмов отражения (reflection). Синглтон же по сути является обычным экземпляром объекта:
Контроль времени жизни объекта
Время жизни статического класса ограничено временем жизни домена — если мы создали этот домен вручную, то мы косвенно управляем временем жизни всех его статических типов. Временем жизни синглтона мы можем управлять по нашему желанию. Яркий пример — отложенная инициализация:
Можно также добавить операцию удаления экземпляра синглтона:
Данная операция является крайне небезопасной, поскольку синглтон может хранить некоторое состояние и поэтому его пересоздание может иметь нежелательные последствия для его клиентов. Если все же необходимость в таком методе возникла (что скорее всего указывает на ошибки проектирования) то нужно постараться свести к минимуму возможное зло от его использования — например сделать его закрытым и вызывать внутри свойства Instance при определенных условиях:
Использование абстрактной фабрики для создания экземпляра класса
Статический класс не поддерживает данной возможности ввиду того, что нельзя создать экземпляр статического класса. В случае с синглтоном все выглядит просто:
Правда в варианте с аггрегацией синглтона придеться применить не совсем красивое и, немного громоздкое решение:
Сериализация
Сериализация применима только к экземплярам классов. Статический класс не может иметь экзмпляров поэтому сериализовать в данном случае нечего.
Так что же использовать Синглтон или Статический класс?
В любом случае выбор решения зависит от разработчика и от специфики решаемой им задачи. Но, в любом случае, можно сделать следующие выводы:
Статические классы и члены статических классов (Руководство по программированию в C#)
Создание нестатического класса, который допускает создание только одного экземпляра самого себя, см. в документе Реализация Singleton в C#.
Ниже приведены основные возможности статического класса.
Содержит только статические члены.
Создавать его экземпляры нельзя.
По сути, создание статического класса аналогично созданию класса, содержащего только статические члены и закрытый конструктор. Закрытый конструктор не допускает создания экземпляров класса. Преимущество применения статических классов заключается в том, что компилятор может проверить отсутствие случайно добавленных членов экземпляров. Таким образом, компилятор гарантирует невозможность создания экземпляров таких классов.
Статические классы запечатаны, поэтому их нельзя наследовать. Они не могут наследовать ни от каких классов, кроме Object. Статические классы не могут содержать конструктор экземпляров. Однако они могут содержать статический конструктор. Нестатические классы также должен определять статический конструктор, если класс содержит статические члены, для которых нужна нетривиальная инициализация. Дополнительные сведения см. в разделе Статические конструкторы.
Пример
Ниже приведен пример статического класса, содержащего два метода, преобразующих температуру по Цельсию в температуру по Фаренгейту и наоборот.
Статический члены
Нестатический класс может содержать статические методы, поля, свойства или события. Статический член вызывается для класса даже в том случае, если не создан экземпляр класса. Доступ к статическому члены всегда выполняется по имени класса, а не экземпляра. Существует только одна копия статического члена, независимо от того, сколько создано экземпляров класса. Статические методы и свойства не могут обращаться к нестатическим полям и событиям в их содержащем типе, и они не могут обращаться к переменной экземпляра объекта, если он не передается явно в параметре метода.
Более привычно объявление нестатического класса с несколькими статическими членами, чем объявление всего класса как статического. Статические поля обычно используются для следующих двух целей: хранение счетчика числа созданных объектов или хранение значения, которое должно совместно использоваться всеми экземплярами.
Статические методы могут быть перегружены, но не переопределены, поскольку они относятся к классу, а не к экземпляру класса.
C# не поддерживает статические локальные переменные (то есть переменные, объявленные в области действия метода).
Для объявления статических методов класса используется ключевое слово static перед возвращаемым типом члена, как показано в следующем примере:
Статические члены инициализируются перед первым доступом к статическому члену и перед вызовом статического конструктора, если таковой имеется. Для доступа к члену статического класса следует использовать имя класса, а не имя переменной, указывая расположение члена, как показано в следующем примере:
Если класс содержит статические поля, должен быть указан статический конструктор, который инициализирует эти поля при загрузке класса.
Спецификация языка C#
Дополнительные сведения см. в разделах Статические классы и Члены экземпляра и статические члены в документации Предварительная спецификация C# 6.0. Спецификация языка является предписывающим источником информации о синтаксисе и использовании языка C#.