C#静态方法与实例方法

Question

我冒昧地问一个可能很初级的问题。我想给一个类添加一个方法，该类可能在任何时候都有成千上万个实例存在于内存中。现在，另一种选择是创建一个静态类，其中包含一个静态方法，并在该类中创建[method]，而不是在类中创建一个实例方法。像这样：

这个：

public static class PetOwner
{
    public static void RenamePet(Pet pet, string newName)
    {
        pet.Name = newName;
    }
}

不要这样做：

public class Pet
{
    public string Name { get; set; }

    public void Rename(string newName)
    {
        this.Name = newName;
    }
}

我想知道静态类的替代方案是否会占用更少的内存。

谢谢！

- Carlo

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看一下这个问题的一些答案：https://dev59.com/LXVC5IYBdhLWcg3w1E7w。 - adrianbanks

Answer 1

仅数据字段需要每个实例都存储，受某些条件和优化的影响。例如，定义一个Int32成员的类的10000个实例将消耗约40000字节的内存。

另一方面，由于内部化，字符串并不那么简单。您可以尝试以下示例：

object.ReferenceEquals("", string.Empty) // returns true!

如果这10,000个实例还定义了一个字符串，并且每个实例的字符串都相同，那么你将拥有指向相同数据的10,000个引用，从而大大降低了开销（但在32位环境中，还会占用另外40,000个字节的引用）。

正如其他人所指出的，静态方法和实例方法都只会被加载一次。选择使用实例方法或静态方法并不受性能原因的影响，而是取决于方法的预期使用方式。在您的情况下，该方法需要类型的实例作为其第一个参数，因此它可以是一个实例方法。

根据我的经验，静态方法最常用作返回新实例的类型构造函数的替代方法。构造函数一旦被调用，就必须返回一个新实例或抛出异常，这可能是不可取的。如果出现问题，静态方法可以返回 null，或者返回缓存的实例（如果构造函数是一个昂贵的操作，则后者非常有用）。

- Quick Joe Smith

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Joe：并不是所有的字符串都会被内部化，我认为那个例子很糟糕。 - BrokenGlass

我并没有说所有的字符串都是被interned的，而且我认为这是我试图表达的观点的一个很好的例子。 - Quick Joe Smith

请注意，只有在编译器的最新版本中，“”和“String.Empty”才是同一实例。在早期版本中，它们是分开的。 - Guffa

Answer 2

方法只存在一次内存中，无论它们是否是静态的，因此在内存使用方面没有任何区别。

- Guffa

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实际上，所有方法调用都像静态调用一样有效。只是这些细节被隐藏在幕后。 - AbstractDissonance

扩展方法是一个很好的例子。唯一的区别是它们是针对另一个类定义的，并且没有访问该实例的受保护/私有成员的权限。 - Quick Joe Smith

通用方法会根据通用签名进行一次即时编译，因此尽管它们存在多次，但只有一次编译。 - Roger Johansson

@RogerAlsing：是的，但在那里，实例方法和静态方法之间也没有区别。 - Guffa

Answer 3

除了Guffa的回答之外：

方法只存在于内存中一次，无论它们是静态的还是非静态的，因此在内存使用上没有任何区别。

实例方法将一个类实例作为不可见参数传递给它（可以通过this显式访问），从本质上使得void Rename(string newName)中的newName成为传递给实例方法的第二个参数；因此，static void RenamePet(Pet pet, string newName)和void Rename(string newName)的生成指令看起来基本相同，因此它们在性能或其他方面没有任何区别。

- Michael Buen

Answer 4

无论是静态方法还是实例方法，它们只会在加载并经过JIT编译后占用一次内存。它们是实例方法并不会因为此而消耗更多的内存。

- BrokenGlass

Answer 5

一个类的实例数量不影响方法所使用的内存。

- djeeg

Answer 6

关于内存，静态方法和实例方法是相同的，除了实例方法可以包含数据成员，而静态方法只能有静态数据成员。

- Harikrishna

Answer 7

在内存方面没有任何区别，方法只存在一次内存中，无论是静态方法还是实例方法，但静态方法比实例方法稍微更快地调用，因为实例方法实际上使用“this”实例指针作为第一个参数，因此实例方法总会有这种开销。

因此，在性能方面，静态方法与实例方法相比几乎没有优势，但在内存使用方面，它们都使用相同的数量。

- Shahzad Ahamad

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我经常读到这个，但是对我来说没有意义。如果一个实例方法访问实例，那么一个等价的静态方法将具有相同数量的参数。 - Bananach

Answer 8

你根本不需要一个名为“Rename”的方法；你已经有了一个，那就是Name属性的setter。实例方法不需要在每个实例上占用更多的内存，那样做很愚蠢。

在对代码进行性能分析之前，不要做出这样的设计决策。向类中添加一个实例方法不会导致性能瓶颈，即使确实存在性能问题，也不应该基于猜测而开始使用不良设计；先证明它是瓶颈，然后根据需要进行调整。

- Ed S.

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这应该是一条注释，而不是一个答案。 - Shimmy Weitzhandler

@Shimmy：不，这 就是 答案，只是它不是 OP 所期望的。仅因为你只能想到一种解决方案并不意味着不存在更好的选择。方法不需要每个实例内存，所以问题的整个基础是错误的。 - Ed S.