static const readonly 究竟是什么？

参考资料：
《C# 7.0 本质论》
B站杨旭C#教程：https://www.bilibili.com/video/BV1k4411H7aM?p=4

下面的一部分内容是来自《C# 7.0 本质论》，还有一部分是我直接把杨旭C#教程的PPT手打了一遍，为了促进我的思考。建议朋友们直接去看他的教程，还辅以他的一些讲解，更加易懂。

• 什么是static
• 什么是静态字段
• 什么是const(常量)
• 什么是readonly
• 常量(const)与静态只读字段的区别
• 什么是静态构造函数
• 静态字段和静态构造函数的初始化顺序
• 什么是静态属性
• 什么是静态类
• 什么是Finalizer(终结器或析构函数)
• 感受

什么是static

C#没有全局变量或全局函数，在C#中与全局字段或函数等价的是静态字段或方法。“全局变量/函数”和“C#静态字段/方法”在功能上没有差异，只是静态字段/方法可包含访问修饰符，比如private，从而限制访问并提供更好的封装。

什么是静态字段

• 使用static关键字定义能由同一个类的多个实例共享的数据
• 和实例字段（非静态字段）一样，静态字段也可在声明时初始化。
• 和实例字段不同，未初始化的静态字段将获得默认值（0，null，false等），所以没有显式赋值的静态字段也是可以访问的
• 变量的作用域是可以不加限定来引用的程序代码区域
• 静态字段的作用域是类（及其任何派生类）

注意，在设计对象时，程序员要考虑字段和方法应声明为静态还是基于实例。

• 将不需要访问任何实例数据的方法声明为静态方法
• 将需要访问实例数据的方法（实例不作为参数传递）声明为实例方法
• 静态字段主要存储对应于类的数据，比如新实例的默认值或者已创建实例个数
• 实例字段主要存储和对象关联的数据

例如，我们需要记录到现在一共创建过多少个该对象的实例，就可以用静态字段。

什么是const(常量)

• 一个值不可以改变的静态字段
• 在编译时值就已经定下来了
• 任何使用常量的地方，编译器都会把这个常量替换为它的值
• 常量的类型可以是内置的数值类型、bool、char、string或enum
• 使用const关键字声明，生命的同时必须使用具体的值来对其初始化

示例：

public class Test
{
    public const string Message = "Hello World!";
}

设计规范：

• 要为永远不变的值使用常量字段
• 不要为将来会发生变化的值使用常量字段

什么是readonly

• 和const不同，readonly修饰符只能用于字段，不能用于局部变量
• 它指出字段值只能从构造函数中更改，或在声明时通过初始化器指定

原来只读（readonly）的字段是可以修改的，不过只能从构造函数中更改，或在声明时通过初始化器指定。const的不可以修改。

常量(const)与静态只读字段的区别

• 常量比静态只读字段更严格：
  • 可使用的类型（const更少一些）
  • 字段初始化的语义上
• 常量是在编译时进行值的估算

常量编译时直接把具体的值带进来了，运行时直接运行具体的值。

注意：
当值有可能改变，并且与需要暴露给其它Assembly（程序集）的时候，静态只读（static、readonly）字段是相对较好的选择。

public const decimal ProgramVersion = 2.3;

如果Y Assembly引用了X Assembly并且使用了这个常量，那么在编译的时候，2.3这个值就会被固化于Y Assembly里。这意味着，如果后来X重编译了，这个常量变成了2.4或其它值，如果Y不重新编译的话，Y将仍然使用2.3这个值，直到Y被重新编译，它的值才会变成2.4.静态只读字段就会避免这个问题的发生

另外，方法可以有本地的常量：

static void Main()
{
    const double twoPI = 2 * System.Math.PI;
    ...
}

什么是静态构造函数

• 静态构造函数，每个类执行一次

• 非静态构造函数，每个实例执行一次

• 一个类型只能定义一个静态构造函数

  • 必须无参
  • 方法名与类型一致

  class Test
  {
      static Test() { Console.WriteLine("Type Initialized"); }
  }
  

• 在类型使用之前的一瞬间，编译器会自动调用类型的静态构造函数：

  • 实例化一个类型
  • 访问类型的一个静态成员

• 只允许使用 unsafe 和 extern 修饰符

注意，如果静态构造函数抛出了未处理的异常，那么这个类型在该程序的剩余生命周期内将无法使用了。

静态字段和静态构造函数的初始化顺序

• 静态字段的初始化器在静态构造函数被调用之前的一瞬间运行
• 如果类型没有静态构造函数，那么静态字段初始化器在类型被使用之前的一瞬间执行，或者在运行时突发奇想的时候执行
• 静态字段的初始化顺序与它们的声明顺序一致

class Foo
{
    public static int X = Y; // 0
    public static int Y = 3; // 3
}

例子：

class Program
{
    static void Main() { Console.WriteLine(Foo.X); } // 3
}

class Foo
{
    public static Foo Instance = new Foo();
    public static int X = 3;

    Foo() { Console.WriteLine(X); } // 0 
}

Program中，使用了类型Foo，在类型使用之前的一瞬间，初始化了Foo类中第二行的静态字段X，所以Program中输出3。

Foo中，静态字段的初始化顺序使按照它们声明的顺序决定的，即先初始化Instance，new Foo()，直接调用了该构造函数，此时X还未被初始化为3，所以输出X的值为int型的默认值 0。

什么是静态属性

属性也可声明为static，使用静态属性几乎肯定比使用公共静态字段好，因为公共静态字段在任何地方都能调用，而静态属性至少提供了一定程度的封装。

什么是静态类

• 类也可以是静态的
• 其成员必须全是静态的
• 不可以有子类
• 例如
  • System.Console
  • System.Math

什么是Finalizer(终结器或析构函数)

• Finalizer是class专有的一种方法
• 在GC回收未引用对象的内存之前运行
• 其实就是对object的Finalize()方法重写的一种语法

class Class1
{
    ~Class1()
    {
        ...
    }
}

这个东西我学C++的时候好像翻译成析构函数，在开发中基本没用过。

感受

static和const是自从我开始学编程以来就一直困扰着我的东西，因为平常不怎么用，就一直没去研究。现在我依旧不是很理解它们。希望以后可以随着我的编程经验的增加，来慢慢理解它们。