C#中的静态方法和实例方法

Question

我正在编写一个应用程序，希望它具有极高的可扩展性，而扩展方法似乎给了我想要的，还可以在没有实例的情况下调用它们，这也是我需要的。

我记得读过静态方法比实例方法更快，但不会获得GC的优势。这是正确的吗？

除非我找到一种更好的设计替代品，否则我很可能不会改变我的设计。但是，为了获取额外的信息，我仍然想知道速度、GC等方面的差异。

编辑：谢谢。更多信息：假设我们有一个Person类：

class Person

可以有一个实例距离方法，例如：

this.Distance (Person p)

这很好，但这并不能让我在不创建Person类的实例的情况下计算两个点（比如Point3）之间的距离。

我的需求是这样的：

class Person (no Distance methods)

但是 Distance 的扩展方法：

Distance (this Person, Person)
Distance (this Point3, Point3)

这样我就可以同时完成以下两个任务：

myPerson.Distance (yourPerson)

并且

Extensions.Distance (pointA, pointB)

编辑2：@Jon，是的，我认为这就是（不理解GC的优势）的意思，但我不知道静态方法会产生这种负担/开销。

- Joan Venge

Answer 1

选择静态方法和实例方法是面向对象设计的问题。如果你正在编写的方法是一个对象的行为，那么它应该是一个实例方法。如果它不依赖于对象的实例，那么它应该是静态方法。

基本上，静态方法属于类型，而实例方法属于类型的实例。

- Mehrdad Afshari

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这是否意味着对于一个客户对象，拥有像“GetAge()”这样的实例方法和像“CustomerHelper.GetCustomersFromState(int stateId)”这样的静态方法是正确的做法？ - Shyju

GetAge 作为实例方法是有意义的。但后者我不太清楚。 - Mehrdad Afshari

@MehrdadAfshari，所以CustomerDAL类有一个GetAllCustomers(..)方法....与EmployeeDAL的GetAllEmployees()相同.....应该是实例方法吗？如果是这样-那么在这些类中应该有哪种类型的静态方法（请提供示例）？ - Royi Namir

Answer 2

你所说的“不使用GC的优势”是什么意思？方法并非垃圾收集，实例才是。

虚方法比非虚方法略慢，我猜在任何实例方法之前都会有繁琐的空值检查，但这并不重要。选择最合适的设计方案。

然而，静态方法在测试时非常麻烦-例如，如果您在调用某些静态方法来验证方法Foo()中的身份验证，则在测试 Foo（）时无法使其仅调用模拟验证器（除非静态方法本身允许您执行该操作）。但是，如果您为要测试的任何内容的原始实例提供了某个接口的模拟实现，其中包含一个Authenticate() 方法，则可以使它按您想要的方式运行。

编辑：在这种情况下，听起来您真正需要的是在Point类型上的实例方法，以计算两个点之间的距离（“此”点和另一个点之间的距离）-或者可能是 Distance 类型上的静态工厂方法。

- Jon Skeet

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谢谢Jon。现在有意义了吗？ - Joan Venge

谢谢Jon。我没有距离类型，因为它只是一个浮点数。实例的问题是我不确定是否要使用。比如我可以在Point中有Distance方法，但我也想有PointToRGBColor，但在我的设计中，这个RGB方法似乎也应该是扩展方法。 - Joan Venge

现在在这里实例化完全有意义，比如 RGB 方法可以在 Color 类中。但是如果必须有一个实例才能使用功能，则会阻止我直接使用功能。对于 Point 来说，这没问题，因为它是最基本的类型之一，需要拥有它来使用它。 - Joan Venge

嗯...我不是很理解Point/RGB的例子。如果它只适用于某些情况（而不是任何点，在任何用法中都适用），那么将其作为扩展方法可能是有意义的。我建议不要过度使用扩展方法。 - Jon Skeet

Answer 3

如果您所说的“快”是指方法内部代码的执行速度更快，那么答案是否定的。静态方法中的代码和非静态方法中的代码一样快。

如果您在谈论调用方法的开销，那就有点复杂了。对于像Java这样的语言，实例调用的开销更大是很常见的。但是在C＃中并非如此，因为默认情况下实例方法不是虚拟的。

因此，虚拟方法的开销略高于非虚拟方法。静态方法无法是虚拟的，但是实例方法可以声明为虚拟的。

至于垃圾收集，这主要与字段有关而不是方法。静态字段可以从代码的任何地方访问，因此垃圾收集器无法确定引用是否会再次使用，因此它永远不会被回收。

- DefLog

Answer 4

根据您的示例，我会编写一个静态实用函数来查找两点之间的距离：

public static class Geometry
{
    public static double GetDistanceBetween(Point a, Point b) { ... }
}

接下来，我会给Person一个名为Position的属性，它返回一个点。这样我就可以写：

double distance = Geometry.GetDistanceBetween(personA.Position, personB.Position);

这段话与英语几乎一样，为什么要让它更加晦涩难懂呢？如果你将 Distance 变成一个方法，那么你就可以这样写：

personA.Distance(personB)

或者：

personB.Distance(personA)

这两种顺序没有区别，但使用方法调用语法可能会暗示存在差异。

- Earwicker

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谢谢，是的，“Position”是我“Person”类中的一个属性。但是这些操作是由用户通过原理图构建的。因此，我希望有一种统一的方法来完成它，但也可以直接使用它们而不必在UI中创建任何原理图项。 - Joan Venge

顺便说一下，我没有理解第二部分。你的意思是personA.Distance(personB)和Extensions.Distance是一样的吗？ - Joan Venge

因此，该图可以包含无限数量的连接。而这个“人物，距离”只是一个例子。但是假设您有“加”，“减”等许多许多选项。因此，实际上该图也不是线性的。它是一棵树，我必须更新它以显示最终结果。 - Joan Venge

对的，它几乎像一个需要被评估的图形表达式？鉴于这种灵活性，我无法理解为什么您会像在“LINQ风格”示例中那样硬编码调用链。相反，您的代码将循环遍历列表并要求对象评估事物。 - Daniel Earwicker

@DanielEarwicker，我想你在写“如果你将Distance变成一个方法”的时候，应该是指“实例方法”，对吗？因此，personA.Distance(person)将作用于某个本地变量personA.Possition。你可能希望在这里口头明确一下。 - Zack Jannsen