readonly, const, static, static readonly 关键字实例说明

      关于 readonly 和 const 的区别，网上已经有很多人撰文作了特别的说明。小G在这里也是参考了网上很多人的文章和MSDN的相关内容才写出的这篇随笔。关于这些修改符的理解，是我个人编程时的经验总结，如有不妥之处，欢迎大家拍砖。

     原本只是想说说 static 的使用场景，但后来觉得这些修饰关键字都相关，索性就都拿出来讲讲，权当积累了。这些关键字是C#语法中非常基础的部分，没错，非常基础。但是我发现在真实项目中，能将这些关键字应用到正确场景中的人并不多，所以我觉得有必要老调重弹，详细说说它们的用法。

    个人认为，其实 readonly 和 const 属于一类关键字，它们只用于修饰字段，决定字段何时被赋值；而 static 则不同，它可以修改字段和方法，决定类型成员是否从属于某一具体的实例，这个我们后面会用实例来作说明。

    1.readonly 关键字

    readonly 关键字是可以在字段上使用的修饰符。 当字段声明包括 readonly 修饰符时，该声明引入的字段赋值只能作为声明的一部分出现，或者出现在同一类的构造函数中。 这是MSDN上对readonly关键字的解释，是不是有点晦涩难懂？嗯，这是MSDN一贯的作风，哈哈。下面我们用实例来作演示，说明 readonly 具体的应用场景。

    “该声明引入的字段赋值只能作为声明的一部分出现”，这句话的意思是，readonly 修改的字段，可以在声明时赋值；“或者出现在同一类的构造函数中”，这句话的意思是，readonly 所修饰的字段，也可以在类的构造函数中赋值。我们以人(People)为例，用代码实例来作说明：

void Main()
{
    Male m=new Male("男");
    Female fm=new Female("女");
    Console.WriteLine("男士性别：" + m.GetGender);
    Console.WriteLine("女士性别：" + fm.GetGender);
}

// 人的基类
public class People
{
    private readonly string _gender="男";
    public People(){}
    public People(string gender)
    {
        this._gender=gender;
    }
    public string GetGender
    {
        get
        {
            return this._gender;
        }
    }
}
// 男性
public class Male:People
{
    public Male(string gender):base(gender)
    {
    }
}
// 女性
public class Female:People
{
    public Female(string gender):base(gender)
    {
    }
}

      上面这段代码很好理解，我创建了一个 People 的基类，基类中包含一个 readonly 字段 Gender，即性别，并赋予了默认值“男”（没有别的意思，因为大家通常都叫我们先生嘛(^O^)）；然后派生出了 Male (男性)和 Female (女性)两个具体的类型，并分别创建了它们的含参构造函数，当然，你可以为这两个派生类创建默认的无参构造，但我肯定你不愿意那样做，因为那样做这个世界就真的大一统了，清一色的光棍啊，吼吼~~~你肯定很难想象没有女孩子这个世界会变成什么样子，所以，老老实实地创建含参构造吧(^_^)。

     这个实例的结果如下：

      男士性别：男
       女士性别：女

     这看起来没什么特别的，下面我们在 People 基类里添加一个测试方法，试图修改 gender 的值，看看会发生什么：

     看到了没？编辑器直接报错了，在构造函数之外的其他方法中修改 readonly 字段是不允许的，这跟人一出生即确定性别是一个道理(当然人类已经逆天了，那部分我们暂且不予理会(-_-)!!!)。

     2.const 关键字

     const 关键字用于修改字段或局部变量的声明。 它指定字段或局部变量的值是常数，不能被修改。   相比之下，这个关键字就容易理解的多了，const 变量在我看来，它就是一个占位符，是C#的设计者为了让大家更好操作常量而允许大家临时定义的一个标记。如果大家用 ILspy 或 Reflector 反编译过.NET程序包，就会发现，const 字段在程序集中全部被替换成了真实的值而不再是变量名。

     仍然用实例来做说明，我们在 People 基类中添加下面这些属性：

private const int _numberOfFeet = 2 ;
// 脚的数量
 public int NumberOfFeet
{
    get
    {
        return _numberOfFeet;
    }
}

      这个属性的作用也很简单，定义了一个常量，用以指示人类脚的数量，并公开一个 NumberOfFeet 属性允许派生类或引用类去获取这个值。我们来尝试给这个属性添加一个 set 写操作器给常量 _numberOfFeet 赋值，看看会发生什么：

      提示已经写得很清楚了，赋值号(即=)左侧必须是个变量、属性或索引器，这也说明 _numberOfFeet 是一个常量，上面这个 set 方法体的内容和 2 = 3 的效果是一样的，这显然不符合C#语法要求，而且也不符合逻辑。const 字段不光在实例方法中不可修改，在构造函数和外部引用中也不能对其进行赋值操作，即 const 字段一经声明，不可更改。这里要注意，const 本身即是包含 static 修饰的，所以 get 方法体内，我没有使用 this._numberOfFeet 来调用它。

      3.static 关键字

      使用 static 修饰符声明属于类型本身而不是属于特定对象的静态成员。 static 修饰符可用于类、字段、方法、属性、运算符、事件和构造函数，但不能用于索引器、析构函数或类以外的类型。 可以这么理解，static 用于指定哪些类型成员是公用的，包括字段、属性、方法、运算符、事件和构造函数；如果一个类被声明为 static，那么此类型不可被实例化，它的所有类型成员都是公用的，也即我们常说的工具类。例如我们经常使用的 Console 类和 Enumerable 类，下面是 Console 类和 Enumerable类 的类型声明：

我们来给 People 类的基类添加一个方法，用于统计人口总数；这个方法不应该从属于某个具体的 People 类实例，无论 Male 还是 Female，只要一出生（创建），世界人口就应该自动递增：

void Main()
{
    Male m=new Male("男");
    Console.WriteLine("当前人口总数：" + m.Population);
    Female fm=new Female("女");
    Console.WriteLine("当前人口总数：" + fm.Population);
    // Console.WriteLine("男士性别：" + m.GetGender);
    // Console.WriteLine("女士性别：" + fm.GetGender);
}

// 人的基类
public class People
{
    private readonly string _gender="男";
    public People(){}
    public People(string gender)
    {
        this._gender=gender;
    }
    public string GetGender
    {
        get
        {
            return this._gender;
        }
    }
    private const int _numberOfFeet = 2 ;
    // 脚的数量
    public int NumberOfFeet
    {
        get
        {
            return _numberOfFeet;
        }
    }

    private static int _count = 0;
    // 人口递增
    public void AddCount()
    {
        _count++;
    }
    // 获取人口总数
    public virtual int Population
    {
        get
        {
            return _count;
        }
    }
}
// 男性
public class Male:People
{
    public Male(string gender):base(gender)
    {
        base.AddCount();
    }
}
// 女性
public class Female:People
{
    public Female(string gender):base(gender)
    {
        base.AddCount();
    }
}

这一次，我们在 People 基类中添加了静态字段_count，并添加 AddCount() 方法使其递增，随后修改了 Male 和 Female 的构造函数，调用基类的 AddCount 方法来增加人口数量，程序执行结果如下：

      我们看到只要新增一个 People 的实例，无论是 Male 还是 Female，人口总数都会递增。这其实就是 static 关键字的作用，它使得类型成员可以在多个实例间共用。BTW，来说说误用 static 变量的情形吧。

      我们知道 ASP.NET  应用中，IIS 本身就是使用多线程来响应用户的请求的。来设想这样一个场景，码农在一个页面后台中添加了一个全局的静态变量，好吧，如果他想在多个用户间传递数据，貌似这样也是可行的，只是所有人都只能拿到最后一次赋值的结果。但是，如果他把用户名或是其他验证信息声明为静态变量，而在权限验证之类的地方又刚好引用了这个变量，想想下面会发生什么。当系统管理员访问这个页面时，当前访问这个页面的用户都拥有管理员权限，直至下一用户登录；再极端一点，如果你把这个变量放在了 BasePage 里，那么将迎来另一次大一统，访问派生自 BasePage 页面的用户，都将拥有同最后登录用户的权限验证信息。好了，乡亲们，无论如何，把私密用户信息共享真的是一个很不负责的做法。

      你可能会说我不会犯这样的错误，但这并不代表其他人不会。没错，这是最基本的C#语法，但是我想说，如果我们写了好几年的.NET程序，至今还没搞清楚这些基本概念，抑或是你到现在还不清楚 string 和 StringBuilder 的应用场景一样，这绝对是一件很悲催的事情。

      4. static readonly 关键字

      这实际上并不是一个独立的关键字了，这是前面两个关键字的组合。我们照猫画虎，来定义一下这个关键字的应用场景。readonly 只能用于字段修饰，static 决定字段属于类型而不是特定的对象实例，于是我们可以得出以下定义：

      static readonly 修饰的字段，只能在声明时赋值，或是在静态构造中赋值（关于静态构造的注意事项请参见：《关于C#静态构造函数的几点说明》）。

      static readonly 与 const 的应用场景已十分相似，区别在于，static readonly 修饰的是运行时常量，而 const 修饰的是编译时常量；static readonly 可以用于修饰引用型变量，而 const 修饰的引用型变量只能是 string 或 null（其他引用型变量的构造函数初始化是在运行时，而非编译时）。

     下面是微软的 Color 类的构造示例，演示了 static readonly 的具体应用场景：

public class Color
{
    public static readonly Color Black = new Color(0, 0, 0);
    public static readonly Color White = new Color(255, 255, 255);
    public static readonly Color Red = new Color(255, 0, 0);
    public static readonly Color Green = new Color(0, 255, 0);
    public static readonly Color Blue = new Color(0, 0, 255);
    private byte red, green, blue;

    public Color(byte r, byte g, byte b)
    {
        red = r;
        green = g;
        blue = b;
    }
}

     这是特别说明一下，string 是一个非常特殊的引用型类型，详细的解释，请参见：《C# string 到底是引用类型还是值类型》。