低级别差异：非静态类与静态方法 vs. 静态类与静态方法

Question

我想知道使用非静态类与静态方法相比，使用静态类具有哪些一般优点（或缺点）除了无法将静态方法用作非静态类的扩展方法之外。

例如：

class NonStaticClass
{
    public static string GetData()
    {
        return "This was invoked from a non-static class.";
    }
}

相对于这个：

static class StaticClass
{
    public static string GetData()
    {
        return "This was invoked from a static class.";
    }
}

使用一种方法而不是另一种方法的性能/内存影响是什么？

注意：假设我不需要实例化该类。我的用例场景仅限于类似这样的情况：

Console.WriteLine(NonStaticClass.GetData());
Console.WriteLine(StaticClass.GetData());

- Den

Answer 1

主要的好处是，如果你将类设为静态的，编译器会确保你的类只有静态成员。

因此，任何阅读代码的人都会立即看到这个类无法实例化，并且没有与类的任何实例进行交互的考虑。因为根本就不可能有。

在clr级别上，不存在“静态”的概念。静态类既是“抽象”的又是“密封”的，这有效地阻止了继承和实例化。

至于性能方面，我没有看到编译器或运行时优化一个而不是另一个的可能性。

在这个例子中，我会专注于尽可能清晰地表达你的意图给读者。你总是可以以后再进行优化。

- user180326

Answer 2

没有益处或劣势，这只是架构决策。

在提供功能集或函数库的情况下，请使用仅静态类。由于您无法实例化它，但可以像使用函数一样使用它。

MyMathLibrary.Plot(...)

这些类型通常意味着无状态行为。我再强调一遍，通常情况下是这样。

当您拥有“普通”类型但需要某种无状态方法时，请使用具有静态成员的简单类，例如：

public class MyType
{
    .... //some members 

    public static MyType ReadFromXml(XmlReader reader) {}
    public static void SaveToXml(MyType mt) {}
}

没有万能的解决方案，只是架构选择的问题。

- Tigran

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@Dennis Delimarsky：为什么你说“我的使用情况场景仅限于……”？我不认为这是一种限制。根据你的架构，这可能是一个非常好的设计选择，通过明确你的API行为来实现。 - Tigran

这只是一个示例，我试图表明我并不打算实际实例化该类。 - Den

Answer 3

以下是需要注意的一些特殊情况/限制：

• 无法实例化静态类
• 无法继承静态类

因此，如果您希望为您的类（例如辅助工具/实用程序或扩展方法容器）设置这样的行为，并希望限制其使用，请将其设置为static。

- abatishchev

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请查看我编辑后的帖子，了解一个使用案例场景 - 我想知道在不实例化的情况下使用它是否有任何区别。 - Den

除了您提到的要点之外：您还不能将静态类用作局部变量、字段或形式参数的类型。您不能将其用作数组的元素类型。您不能将其用作泛型类型参数列表中的类型参数。 - Eric Lippert

@FishBasketGordo：我们同时更新了我的答案。请再次进行更新，或者发表评论。 - abatishchev

@Dennis：一条关于编辑的备注实际是针对Fish的，我不小心提到了您，抱歉 :) - abatishchev

Answer 4

性能影响：基本上没有。

你可以创建一个NonStaticClass的实例，但由于它没有非静态重写方法，所以它几乎和说object obj = new object()一样有用，也就是说，它可能对锁定有用，但仅此而已。将类设置为静态可以防止某人新建它，但这并不会造成任何实际的伤害。

这更像是一种自我记录的方式，表明没有理由创建该类的实例。

- Servy