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C# 靜態常量與動態常量

目錄

什麼是靜態常量(Const)和動態常量(Readonly)

  先解釋下什麼是靜態常量(Const)以及什麼是動態常量(Readonly)。
  靜態常量(Const)是指編譯器在編譯時候會對常量進行解析,並將常量的值替換成初始化的那個值。
  動態常量(Readonly)的值則是在執行的那一刻才獲得的,編譯器編譯期間將其標示為只讀常量,而不用常量的值代替,這樣動態常量不必在宣告的時候就初始化,而可以延遲到建構函式中初始化。

靜態常量(Const)和動態常量(Readonly)之間的區別

 

靜態常量(Compile-time Constant)

動態常量(Runtime Constant)

定義

宣告的同時要設定常量值。

宣告的時候可以不需要進行設定常量值,可以在類的建構函式中進行設定。

型別限制

只能修飾基元型別,列舉型別或者字串型別。

沒有限制,可以用它定義任何型別的常量。

對於類物件而言

對於所有類的物件而言,常量的值是一樣的。

對於類的不同物件而言,常量的值可以是不一樣的。

記憶體消耗

無。

要分配記憶體,儲存常量實體。

綜述

效能要略高,無記憶體開銷,但是限制頗多,不靈活。

靈活,方便,但是效能略低,且有記憶體開銷。

  1. Const修飾的常量在宣告的時候必須初始化;Readonly修飾的常量則可以延遲到建構函式初始化 。
  2. Const常量既可以宣告在類中也可以在函式體內,但是Static Readonly常量只能宣告在類中。Const是靜態常量,所以它本身就是Static的,因此不能手動再為Const增加一個Static修飾符。
  3. Const修飾的常量在編譯期間就被解析,即:經過編譯器編譯後,我們都在程式碼中引用Const變數的地方會用Const變數所對應的實際值來代替; Readonly修飾的常量則延遲到執行的時候。

  舉個例子來說明一下:

View Code

  以上是語法方面的應用,那在實際的用法上,還是有些微妙的變化,通常不易發覺.
  舉個例子來說明一下:
  在程式集DoTestConst.dll 中有一個類MyClass,定義了一個公開的靜態變數Count

    public static class MyClass
    {
        public const int Count = 10;
    }

  然後另外一個應用程式中引用DoTestConst.dll,並在程式碼中作如下呼叫:

    public static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine(DoTestConst.MyClass.Count);//輸出10
        Console.ReadKey();
    }

  毫無疑問,非常簡單的程式碼,直接輸出10。
  接下來更新MyClass的Count的值為20,然後重新編譯DoTestConst.dll,並更新到應用程式的所在目錄中,注意不要編譯應用程式。那麼這時候的輸出結果按預期那麼想應該是20才對,但實際上還是10,為什麼呢?
  這就是Const的特別之處,有多特別還是直接看生成的IL,檢視IL程式碼(假設這時候Count的值為10)

  IL_0000: nop
  IL_0001: ldc.i4.s 10
  IL_0003: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)

  紅色程式碼很明顯的表明了,直接載入10,沒有通過任何型別的載入然後得到對應變數的,也就是說在執行時沒有去載入DoTestConst.dll,那麼是否意味著沒有DoTestConst.dll也可以執行呢?答案是肯定的,刪除DoTestConst.dll也可以執行,是否很詭異呢?也就解釋了之前的實驗,為什麼更新Const變數的值之後沒有呼叫新的值,因為程式在執行的時候根本不會去載入DoTestConst.dll。那麼10這個值是從哪來的呢?實際上CLR對於Const變數做了特殊處理,是將Const的值直接嵌入在生成的IL程式碼中,在執行的時候不會再去從dll載入。這也帶來了一個不容易發覺的Bug,因此在引用其他程式集的Const變數時,需考慮到版本更新問題,要解決這個問題就是把呼叫的應用程式再編譯一次就ok了。但實際程式部署更新時可能只更新個別檔案,這時候就必須用Readonly關鍵字來解決這個問題。

  接下來看Readonly的版本:

    public static class MyClass
    {
        public static readonly int Count = 10;
    }

  呼叫方程式碼不變,接著看生成的IL程式碼:

  IL_0000: nop
  IL_0001: ldsfld int32 [DoTestConst]DoTestConst.MyClass::Count
  IL_0006: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)

  很明顯載入程式碼變了,一個很常見的ldsfld動作,請求了DoTestConst.MyClass的Count變數,是通過強制要求載入DoTestConst來實現的。因此這時候更新Count的值重新編譯之後,還是不編譯呼叫程式,然後再執行就會看到新的值。而這時候如果刪除DoTestConst.dll那麼,會出現找不到dll之類的異常。這也充分說明了對於Readonly定義的變數是在執行時載入的。

動態常量(Readonly)被賦值後不可以改變

  ReadOnly 變數是執行時變數,它在執行時第一次賦值後將不可以改變。其中“不可以改變”分為兩層意思:

  1. 對於值型別變數,值本身不可以改變(Readonly, 只讀)
  2. 對於引用型別變數,引用本身(相當於指標)不可改變。

  值型別變數,舉個例子說明一下:

    public class Student
    {
        public readonly int Age;

        public Student(int age)
        {
            this.Age = age;
        }
    }

  Student的例項Age在建構函式中被賦值以後就不可以改變,下面的程式碼不會編譯通過:

Student student = new Student(20);
student.Age = 21; //錯誤資訊:無法對只讀的欄位賦值(建構函式或變數初始化器中除外)

  引用型別變數,舉個例子說明一下:

    public class Student
    {
        public int Age; //注意這裡的Age是沒有readonly修飾符的

        public Student(int age)
        {
            this.Age = age;
        }
    }

    public class School
    {
        public readonly Student Student;

        public School(Student student)
        {
            this.Student = student;
        }
    }

  School例項的Student是一個引用型別的變數,賦值後,變數不能再指向其他任何的Student例項,所以,下面的程式碼將不會編譯通過:

School school = new School(new Student(10));
school.Student = new Student(20);//錯誤資訊:無法對只讀的欄位賦值(建構函式或變數初始化器中除外)

  引用本身不可以改變,但是引用說指向的例項的值是可以改變的。所以下面的程式碼是可以編譯通過的:

School school = new School(new Student(10));
school.Student.Age = 20;

  在構造方法中,我們可以多次對Readonly修飾的常量賦值。舉個例子說明一下:

    public class Student
    {
        public readonly int Age = 20;//注意:初始化器實際上是構造方法的一部分,它其實是一個語法糖

        public Student(int age)
        {
            this.Age = age;
            this.Age = 25;
            this.Age = 30;
        }
    }

總結

  Const和Readonly的最大區別(除語法外)
  Const的變數是嵌入在IL程式碼中,編譯時就載入好,不依賴外部dll(這也是為什麼不能在構造方法中賦值)。Const在程式集更新時容易產生版本不一致的情況。
Readonly的變數是在執行時載入,需請求載入dll,每次都獲取最新的值。Readonly賦值引用型別以後,引用本身不可以改變,但是引用所指向的例項的值是可以改變的。在構造方法中,我們可以多次對Readonly賦值。