Статический конструктор и статический класс

Назначение статического конструктора — инициализация статических полей класса. Статический конструктор вызывается средой исполнения приложений (CLR) перед первым обращением к любому статическому полю класса или перед первым созданием экземпляра (объекта) класса.

Конструкторы классов — статические и нестатические (последние рассмотрены в гл. 11) обладают рядом особенностей, отличающих их от других методов классов. Имя конструктора всегда совпадает с именем того класса, которому он принадлежит. Для конструктора не указывается тип возвращаемого значения (даже тип void для конструктора запрещен). В теле конструктора обычно нет необходимости, но допустимо использовать оператор return. Для статического конструктора нельзя использовать модификаторы доступа.

Класс может иметь только один статический конструктор. Для статического конструктора параметры не указываются — спецификация параметров должна быть пустой.

Формат объявления статического конструктора:

static имя_класса{).

{операторы_тела_конструктора}.

Статический конструктор невозможно вызвать непосредственно из программы — статический конструктор вызывается только автоматически. Следует обратить внимание, что статический конструктор вызывается после выполнения инициализаторов статических полей класса. Основное назначение статического конструктора — выполнять более сложные действия, нежели инициализаторы полей и констант. Для статического конструктора недоступны нестатические члены класса.

В качестве примера определим статический конструктор того класса, в котором размещен метод Main (). В том же классе определим несколько статических полей и выполним их инициализацию как с помощью инициализаторов, так и с применением статического конструктора.

// 10_Q8.cs — Инициализаторы и статический конструктор using System; class Program {.

static int[] ar = new int[] { 10, 20, 30, 40 }; static int numb = n + ar[3] - ar[l];

// Статический конструктор: static ProgramQ.

{ numb /= n; n = ar[l] + n; } static int n = 2; static void MainQ {.

Console.WriteLine («numb={0}, n = {1}», numb, n);

} }

Результат выполнения программы: numb=10, n = 22.

В классе определены статические поля: ссылка аг, связанная с целочисленным массивом из 4 элементов; целочисленные переменные numb и п. В теле статического конструктора переменным numb и п присваиваются значения, отличные от тех, которые они получили при инициализации. Текст программы и результаты ее выполнения иллюстрируют следующие правила, большинство из которых мы уже приводили.

Инициализация статических полей выполняется последовательно (сверху вниз) по тексту определения класса. Поля, для которых инициализация еще не выполнена, имеют умалчиваемые значения (для арифметических типов значение статического поля по умолчанию равно нулю). В инициализирующих выражениях статических полей допустимо использовать обращения к другим статическим членам классов. После выполнения инициализации статических полей выполняется статический конструктор, действия которого могут изменить значения статических полей.

Как рекомендует Стандарт C# [1], классы, которые не предназначены для создания объектов и которые содержат только статические члены, нужно объявлять статическими. В .Net Framework такими классами являются System. Control и System.Environment. Перечислим основные особенности статических классов.

В статических классах нет конструкторов экземпляров (объектов) и эти классы не могут служить базовыми классами при наследовании (наследование рассматривается в гл. 13.) Статические классы могут использоваться только с операцией typeof и средствами доступа к членам класса. В частности, статический класс не может использоваться в качестве типа переменной и не может выступать в качестве типа параметра.

В заголовок объявления статического класса входит модификатор static. В отличие от других классов статический класс нельзя объявить с модификаторами sealed и abstract. Однако, так как статический класс не участвует в иерархиях наследования, именно свойства классов с этими модификаторами присущи статическому классу.

В объявлении статического класса нельзя применять спецификатор базы. Кроме того, статический класс не может реализовывать интерфейсы (интерфейсам посвящена гл. 14). Статический класс имеет только один базовый класс System.Object.

Так как статический класс не может быть базовым, то для его членов запрещены модификаторы protected и protected internal. Для членов статического класса в качестве модификаторов доступа можно использовать только public и private.

Несмотря на наличие модификатора static в заголовке статического класса, все его члены, отличные от констант и вложенных типов (классов), должны быть объявлены с явно указанным модификатором static.

Статические классы удобно применять для логического объединения функционально близких методов.

Примеры статических классов приводить нет необходимости, так как многие классы этой главы включают только статические члены, и каждый из этих классов может быть снабжен заголовком.

static class имя_класса

В заключение отметим еще раз, что класс нельзя объявить статическим, если в его объявлении присутствует хотя бы один нестатический член.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Перечислите члены класса, которые могут быть объявлены статическими.
• 2. Какие члены класса являются статическими без применения модификатора static?
• 3. Перечислите модификаторы доступа.
• 4. Можно ли в объявлении члена класса использовать два модификатора доступа?
• 5. Приведите формат имени статического члена класса, используемого для обращения к нему извне класса.
• 6. Что такое поле класса?
• 7. Когда статическое поле размещается в памяти?
• 8. Можно ли в объявлении статического поля использовать модификатор доступа?
• 9. Что такое список объявлений полей?
• 10. Назовите формы инициализаторов полей.
• 11. Что разрешено использовать в инициализирующем выражении статического поля?
• 12. Как выполняется инициализация статических полей при отсутствии инициализаторов?
• 13. Объясните последовательность инициализации статических полей.
• 14. Какой статус доступа у статического поля при отсутствии модификатора доступа?
• 15. Как объявляются константы, принадлежащие классу?
• 16. Сформулируйте правила инициализации констант класса.
• 17. В чем отличие статических констант от статических полей с модификатором readonly?
• 18. Перечислите возможные применения и ограничения статических методов.
• 19. Что такое статический конструктор?
• 20. Сколько статических конструкторов в классе?
• 21. Какова спецификация параметров статического конструктора?
• 22. Как и когда вызывается статический конструктор?

• 23. Какие члены объявления класса доступны в теле статического конструктора?
• 24. Перечислите особенности статических классов.
• 25. Какие модификаторы не могут входить в объявление статического класса?
• 26. Какие модификаторы могут входить в объявления членов статического класса?
• 27. Может ли в статический класс входить нестатический рекурсивный метод?