有些時候，我們可能需要規(guī)劃出一個單獨的類型來存儲一些靜態(tài)成員。為什么這么做？舉個例子，我們可能會列舉一個數(shù)學操作類型，里面裝下了一系列的函數(shù)專門用于表示和計算數(shù)學操作有關的東西，比如正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、向下取整等等。

如果我們零散放置它們，顯然不方便整理，于是 C# 2 為這種“工具類”單獨定義了一種語法機制：靜態(tài)類（Static Class）。

Part 1 類也可以修飾 static 了

在之前早期我們就提及過一個概念叫做工具類型。工具類型里存儲的就是這類成員，它們只用來計算和執(zhí)行固定功能的操作，它不用于實例化，因此這樣的類型也經(jīng)常被 sealed 修飾過，而構造器也經(jīng)常被 private 修飾符修飾，防止外部實例化，即這樣：

但經(jīng)常這么書寫代碼也不方便，因為你每次都得自己創(chuàng)建私有的無參構造器，挺麻煩的。

這里說的無參構造器指的是實例構造器，而不是靜態(tài)構造器。都知道靜態(tài)構造器的語法其實就在構造器前面加一個 static 修飾符，并沒有參數(shù)，還不能加別的訪問修飾符。而這個構造器不是我們這里提及的內容。我們也沒有打算說這個，因為它不是我們這里要對比的內容，所以這里我們說的無參構造器指的是無參實例構造器。

C# 2 允許靜態(tài)類的機制。它的功能就是為了解決這種情況。我們只需要將類型修飾符從 sealed 改成 static，然后刪除私有無參構造器即可：

是的，類型直接用 static 修飾了。下面我們來說說這種類型的相關細節(jié)，以及解決的問題。

Part 2 靜態(tài)類的細節(jié)

靜態(tài)類的功能就是解決和簡化工具類型的語法的。下面我們來說說它們的實現(xiàn)細節(jié)。

2-1 只能修飾到類上

靜態(tài)類靜態(tài)類，顧名思義，就是靜態(tài)的類。是的，它只能用于類類型上，而結構、接口、委托或者枚舉，都是不能帶有 static 修飾符的。原因很簡單：接口、委托和枚舉類型沒有無參構造器的概念，而結構類型的無參構造器是永遠存在的，因此只有類類型的無參構造器可以自己定義，因此，靜態(tài)類只針對于類類型使用。

仔細思考一下，確實是這樣的，對吧？工具類型也不會用別的類型來表達，也沒人考慮會用接口來做吧？要知道接口里是不能帶有方法執(zhí)行邏輯的；而委托和枚舉就更不可能了。

2-2 靜態(tài)類里沒有無參構造器的概念

靜態(tài)類的語法里，我們只用了一個修飾符來完成；而私有構造器直接被刪除了。問題在于，這個構造器去哪里了？

答案可能讓你大吃一驚。C# 做了一個大膽的決定：靜態(tài)類不允許你自定義無參構造器，也不自動產(chǎn)生默認的無參構造器，說白了，靜態(tài)類里沒有無參構造器這個概念。是的，靜態(tài)類你無法書寫無參構造器的語法，也不允許你創(chuàng)建無參構造器，而在底層，C# 的靜態(tài)類里也不包含任何的構造器。是的，這種類型不產(chǎn)生默認的無參構造器，也不會允許你創(chuàng)建無參構造器。原因很簡單，因為靜態(tài)類的誕生就是防止你去實例化的，而它的目的已經(jīng)達到了：編譯器自身就可以限制你使用構造器語法來實例化一個靜態(tài)類的實例，所以，在底層的代碼里，靜態(tài)類哪怕真的沒有無參構造器也不會引起任何的運行時的嚴重錯誤。

2-3 const 修飾符

C# 早就有 const 修飾符，它表示這個數(shù)據(jù)自身在編譯之前就固定產(chǎn)生下來，并且運行時不可變動，只允許讀取的特殊量。它用來防止用戶在后期篡改變更對象的具體內容和數(shù)值。不過，因為 const 設計的復雜性和設計原則，const 修飾符只能修飾在基本數(shù)據(jù)類型和枚舉類型里，別的任何自定義類型全部不能使用這個修飾符。

const 作為編譯之前就固定下來的“常量”信息，它一定是靜態(tài)存在的，因此 const 修飾的對象從不使用 static 修飾符修飾，因為它的存在就是自帶靜態(tài)的概念的。因此，使用 const 修飾的字段可以存在于靜態(tài)類里。

這個概念之前很少說過（實際上就是沒說過），因為它的條件極為苛刻，很多用戶也經(jīng)常將它和 static readonly 組合修飾符混淆起來，搞得完全分不清。

static readonly 可以是任何的表達式計算結果，它的存在是運行時只讀，即側重的是運行時不可修改；而 const 則指的是編譯器在編譯代碼期間就已經(jīng)固定和計算出結果了，它更側重的是編譯時常量的概念。從另一個角度來說，static readonly 的范圍更廣泛，因為它只是防止用戶去篡改它自身的數(shù)值；但 const 性能要更好一些。

2-4 靜態(tài)類是隱式密封的

這也是一句廢話。靜態(tài)類只是拿來給我們提供工具操作的內容，所以它自身是不含有任何的派生和繼承機制的。所以，一旦你修飾了 static 到類上去，那么這個類型就無法派生出新的類型，因為，派生和繼承機制是跟實例有關的概念。

2-5 靜態(tài)類只能包含靜態(tài)成員

這顯然也是一個廢話。不過，與其說它是廢話，不如認為這是從工具類型里抽取出來的一條基本規(guī)定。一個工具類型本來就只能用來處理和操作一些功能，而我總不能每次還得單獨實例化一下才去處理吧。所以，工具類型里肯定是不存儲實例成員的。那，“不存儲實例成員”不就是說“只包含靜態(tài)成員”嗎？

所以，靜態(tài)類的目的就是為了規(guī)范化工具類型的規(guī)則，所以它肯定也只能存儲靜態(tài)的成員。當然，工具類型里可以包含實例成員，這不是編譯器限制的，而是我們自身實現(xiàn)和設計數(shù)據(jù)類型的約定和約定俗成的規(guī)范；而靜態(tài)類不含有實例成員，是編譯器限制。相反，你往里加上實例成員肯定會受到編譯器錯誤信息。

這也是為什么類用的是 static 這個單詞來作為這個語義限制的原因——只有靜態(tài)成員的類型可不就是靜態(tài)類型嗎？

Part 3 盡量將 Program 類靜態(tài)化

C# 一直有一個比較晦澀難懂的概念：Program 類型。Program 類型不是一個固定的名字，這里想指的是給 Main 方法提供包裹的一個沒有啥特殊含義的類型；而之所以叫它 Program 類型，是因為系統(tǒng)最初生成的項目模板代碼里，包裹 Main 方法就用的是 Program 這個單詞。所以我們也經(jīng)常把 Program 這個詞和“包裹 Main 方法的類型”這個概念綁定起來。這個類型一般不用來實例化，因為它是受到 CLR 系統(tǒng)自身調用，所以跟它是否能夠實例化無關，因為程序第一個執(zhí)行的方法就是 Main 方法，而它自身就是靜態(tài)、私有的，而照樣能被調用。

正是因為這個原因，包裹封裝 Main 方法的類型沒有任何理由去實例化或者做別的操作和行為；相反，你真的要讓這個類型發(fā)展出別的操作的話，我建議你再單獨創(chuàng)建別的類型來完成這些任務，然后一直保持 Program 類型只含 Main 方法一個成員聲明。那么，既然它一般不拿來實例化，也不用于繼承和派生，更不放別的成員，那么我們最安全和最合適的方式是，給 Program 類型加上 static 修飾符。是的，把它搞成靜態(tài)類。

Part 4 總結

好久沒有總結了。下面我們來總結一下，C# 目前對類的修飾符的所有可能情況：

• 訪問修飾符：public、internal、protected、private、protected internal；

• 繼承修飾符：sealed、abstract；

• 靜態(tài)修飾符：static。

是的，這次語法拓展，我們又多了一個修飾符 static。