解析C#中的私有构造函数和静态构造函数

Z时代
2024-01-10
分类：综合

私有构造函数是一种特殊的实例构造函数。它通常用在只包含静态成员的类中。如果类具有一个或多个私有构造函数而没有公共构造函数，则其他类（除嵌套类外）无法创建该类的实例。例如：


class NLog
{
  // Private Constructor:
  private NLog() { }
  public static double e = Math.E; //2.71828...
}

声明空构造函数可阻止自动生成默认构造函数。注意，如果您不对构造函数使用访问修饰符，则在默认情况下它仍为私有构造函数。但是，通常显式地使用 private 修饰符来清楚地表明该类不能被实例化。

当没有实例字段或实例方法（如 Math 类）时或者当调用方法以获得类的实例时，私有构造函数可用于阻止创建类的实例。如果类中的所有方法都是静态的，可考虑使整个类成为静态的。

下面是使用私有构造函数的类的示例。


public class Counter
{
  private Counter() { }
  public static int currentCount;
  public static int IncrementCount()
  {
    return ++currentCount;
  }
}
class TestCounter
{
  static void Main()
  {
    // If you uncomment the following statement, it will generate
    // an error because the constructor is inaccessible:
    // Counter aCounter = new Counter();  // Error
    Counter.currentCount = 100;
    Counter.IncrementCount();
    Console.WriteLine("New count: {0}", Counter.currentCount);
    // Keep the console window open in debug mode.
    Console.WriteLine("Press any key to exit.");
    Console.ReadKey();
  }
}

输出：

New count: 101

注意，如果您取消注释该示例中的以下语句，它将生成一个错误，因为该构造函数受其保护级别的限制而不可访问：


// Counter aCounter = new Counter();  // Error

静态构造函数

静态构造函数用于初始化任何静态数据，或用于执行仅需执行一次的特定操作。在创建第一个实例或引用任何静态成员之前，将自动调用静态构造函数。


class SimpleClass
{
  // Static variable that must be initialized at run time.
  static readonly long baseline;
  // Static constructor is called at most one time, before any
  // instance constructor is invoked or member is accessed.
  static SimpleClass()
  {
    baseline = DateTime.Now.Ticks;
  }
}

静态构造函数具有以下特点：

静态构造函数既没有访问修饰符，也没有参数。

在创建第一个实例或引用任何静态成员之前，将自动调用静态构造函数来初始化类。

无法直接调用静态构造函数。

在程序中，用户无法控制何时执行静态构造函数。

静态构造函数的典型用途是：当类使用日志文件时，将使用这种构造函数向日志文件中写入项。

静态构造函数在为非托管代码创建包装类时也很有用，此时该构造函数可以调用 LoadLibrary 方法。

如果静态构造函数引发异常，运行时将不会再次调用该构造函数，并且在程序运行所在的应用程序域的生存期内，类型将保持未初始化。

在此示例中，类 Bus 有一个静态构造函数。创建 Bus 的第一个实例（bus1）时，将调用该静态构造函数来初始化该类。输出示例验证了即使创建 Bus 的两个实例，该静态构造函数也仅运行一次，并且在实例构造函数运行之前运行。


 public class Bus
 {
   // Static variable used by all Bus instances.
   // Represents the time the first bus of the day starts its route.
   protected static readonly DateTime globalStartTime;
   // Property for the number of each bus.
   protected int RouteNumber { get; set; }
   // Static constructor to initialize the static variable.
   // It is invoked before the first instance constructor is run.
   static Bus()
   {
     globalStartTime = DateTime.Now;
     // The following statement produces the first line of output, 
     // and the line occurs only once.
     Console.WriteLine("Static constructor sets global start time to {0}",
       globalStartTime.ToLongTimeString());
   }
   // Instance constructor.
   public Bus(int routeNum)
   {
     RouteNumber = routeNum;
     Console.WriteLine("Bus #{0} is created.", RouteNumber);
   }
   // Instance method.
   public void Drive()
   {
     TimeSpan elapsedTime = DateTime.Now - globalStartTime;
     // For demonstration purposes we treat milliseconds as minutes to simulate
     // actual bus times. Do not do this in your actual bus schedule program!
     Console.WriteLine("{0} is starting its route {1:N2} minutes after global start time {2}.",
                 this.RouteNumber,
                 elapsedTime.TotalMilliseconds,
                 globalStartTime.ToShortTimeString());
   }
 }
 class TestBus
 {
   static void Main()
   {
     // The creation of this instance activates the static constructor.
     Bus bus1 = new Bus(71);
     // Create a second bus.
     Bus bus2 = new Bus(72);
     // Send bus1 on its way.
     bus1.Drive();
     // Wait for bus2 to warm up.
     System.Threading.Thread.Sleep(25);
     // Send bus2 on its way.
     bus2.Drive();
     // Keep the console window open in debug mode.
     System.Console.WriteLine("Press any key to exit.");
     System.Console.ReadKey();
   }
 }