为什么静态类只能拥有静态成员？

Question

正如标题所示，我想了解为什么静态类只能有静态成员。我希望在所有编程语言中都是相同的。因此，我相信解释对于所有语言来说都是相同的。

- NLV

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听起来有点像作业... 你考虑清楚了吗？在静态类中允许非静态成员有什么目的呢？ - mpen

我知道“静态类不能有非静态成员”的规则。但我想了解为什么。实际上，我期望更多关于内存方面的极客答案，例如静态类及其成员如何存储以及非静态类和成员如何存储。 :) - NLV

Answer 1

静态类无法被实例化，因此它将不会有任何实例，非静态成员需要其所属类的实例才能访问。由于静态类不能有任何实例，如果存在非静态成员，则无法访问。

因此，静态类只能拥有静态成员。

- Gopi

Answer 2

这不是一个设计决策，而是一个逻辑决策。开始的最简单方法是查看相关概念的定义：

静态类是不能实例化的类。这意味着您不能创建属于该类类型的对象。

非静态成员与类的特定实例相关联。它们包含与该类类型的一个单一对象独占关联的数据。

因此，如果静态类包含非静态成员，您永远无法访问该数据或调用该方法，因为您永远无法实例化该静态类类型的对象。相反，您必须拥有所有可以直接从类的静态实例调用的静态成员。

但是，您可以拥有包含静态成员的非静态类。这样，您就可以访问公开为静态成员的数据或调用方法，而无需实例化该类的对象。但是，您也可以实例化该类类型的对象并访问非静态（或实例）成员。例如，如果您有一个名为Circle的类，则可以具有像CalculateArea函数和PI字段这样的静态成员。通常情况下，这些成员适用于所有圆形，仅仅因为它们是圆形。但是，您还可以具有与特定实例相关联的非静态成员，因为它们描述了特定圆形对象。这些可以是字段Diameter和Circumference。您还可以具有非静态函数，该函数根据存储在该特定实例的非静态字段中的数据计算圆的面积。

- Cody Gray

Answer 3

静态类不能被实例化，因此无法访问非静态成员。

如果你想混合使用静态成员和非静态成员，请不要将类定义为静态的。

- Jonathan Wood

Answer 4

可能是因为实例方法永远无法被调用。

- Hamish

Answer 5

如果您将非静态成员放入静态类中，则它将不再是静态类。（您无法实例化静态类 - 要拥有非静态成员，您必须能够创建该类的实例以调用这些成员 - 这将使其成为常规类）

换句话说，通过将类标记为静态，您故意要求编译器不允许您在该类中放置非静态方法 - 这是您自己做出的设计决策，编译器有助于检查您是否遵循自己的设计。

- Jason Williams

Answer 6

我不确定这是否相关，但是（至少在c# .net 4.0中），静态类可以包含非静态类定义，其中包含非静态成员。因此，似乎您可以向静态类添加非静态成员，因为嵌套类型被视为成员。

例如：

public static class MyClass
{
    /// <summary>
    ///  This non-static class is accessible and able to be instantiated through the 
    ///  static class MyClass.
    /// </summary>
    public class Type1
    {
        public String prop1 { get; set; }
        public String funct1(String result)
        {
            return result;
        }
    }

    /// <summary>
    /// This function is inaccessible since it requires an instance of MyClass.
    /// It will also cause a compile error.
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public String nonStaticFunc()
    {
        return "aString";
    }

    /// <summary>
    /// This function is accessible through the MyClass type because it is also static
    /// and therefore does not require a class instance.
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static String staticFunc(String str)
    {
        return str;
    }
}

正如您所看到的，静态类MyClass具有非静态类定义Type1，必须实例化才能使用。而MyClass中的静态函数staticFunc不需要实例即可访问。

//Valid operations

String result = MyClass.staticFunc("result"); //No class instance.

MyClass.Type1 someObj = new MyClass.Type1(); //Class instance from static class containing non-static nested type.
someObj.prop1 = someObj.funct1("hi");

- Soenhay