Почему я не могу иметь абстрактные статические методы в C #?

Question

В последнее время я довольно много работал с провайдерами , и я столкнулся с интересной ситуацией, когда мне захотелось создать абстрактный класс с абстрактным статическим методом. Я прочитал несколько сообщений на эту тему, и это вроде как имело смысл, но есть ли хорошее четкое объяснение?

Answer 1

Статические методы не создаются как таковые, они просто доступны без ссылки на объект.

Вызов статического метода выполняется через имя класса, а не через ссылку на объект, и код Intermediate Language (IL) для его вызова вызовет абстрактный метод через имя класса, который его определил, не обязательно название класса, который вы использовали.

Позвольте мне показать пример.

Со следующим кодом:

public class A
{
    public static void Test()
    {
    }
}

public class B : A
{
}

Если вы позвоните в B.Test, вот так:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        B.Test();
    }
}

Тогда фактический код внутри метода Main выглядит следующим образом:

.entrypoint
.maxstack 8
L0000: nop 
L0001: call void ConsoleApplication1.A::Test()
L0006: nop 
L0007: ret 

Как видите, вызов сделан A.Test, потому что его определил класс A, а не B.Test, даже если вы можете написать код таким образом.

Если бы у вас было типов классов , как в Delphi, где вы можете создать переменную, ссылающуюся на тип, а не на объект, вы бы больше использовали виртуальные и, следовательно, абстрактные статические методы (а также конструкторы). ), но они недоступны, поэтому статические вызовы не являются виртуальными в .NET.

Я понимаю, что конструкторы IL могут позволить скомпилировать код для вызова B.Test и разрешить вызов во время выполнения, но он все равно не будет виртуальным, поскольку вам все равно придется написать какое-то имя класса есть.

Виртуальные методы и, следовательно, абстрактные, полезны только в том случае, если вы используете переменную, которая во время выполнения может содержать множество различных типов объектов, и, таким образом, вы хотите вызвать правильный метод для текущего объекта, который у вас есть в переменная. Со статическими методами вам все равно нужно пройти через имя класса, поэтому точный метод для вызова известен во время компиляции, потому что он не может и не будет меняться.

Таким образом, виртуальные / абстрактные статические методы недоступны в .NET.

Answer 2

Статические методы нельзя наследовать или переопределять, и поэтому они не могут быть абстрактными. Поскольку статические методы определены для типа, а не для экземпляра класса, они должны вызываться явно для этого типа. Поэтому, когда вы хотите вызвать метод в дочернем классе, вам нужно использовать его имя для его вызова. Это делает наследство неактуальным.

Предположим, вы могли бы на мгновение наследовать статические методы. Представьте себе этот сценарий:

public static class Base
{
    public static virtual int GetNumber() { return 5; }
}

public static class Child1 : Base
{
    public static override int GetNumber() { return 1; }
}

public static class Child2 : Base
{
    public static override int GetNumber() { return 2; }
}

Если вы вызовете Base.GetNumber (), какой метод будет вызван? Какое значение вернулось? Довольно легко увидеть, что без создания экземпляров объектов наследование довольно сложно. Абстрактные методы без наследования - это просто методы, которые не имеют тела, поэтому не могут быть вызваны.

Answer 3

Другой респондент (Макдауэлл) сказал, что полиморфизм работает только для экземпляров объекта. Это должно быть квалифицировано; Есть языки, которые рассматривают классы как экземпляры типа «Класс» или «Метакласс». Эти языки поддерживают полиморфизм как для экземпляров, так и для классов (статических) методов.

C #, как и Java и C ++ до него, не является таким языком; Ключевое слово static используется явно для обозначения того, что метод является статически связанным, а не динамическим / виртуальным.

Answer 4

Вот ситуация, когда определенно требуется наследование для статических полей и методов:

abstract class Animal
{
  protected static string[] legs;

  static Animal() {
    legs=new string[0];
  }

  public static void printLegs()
  {
    foreach (string leg in legs) {
      print(leg);
    }
  }
}


class Human: Animal
{
  static Human() {
    legs=new string[] {"left leg", "right leg"};
  }
}


class Dog: Animal
{
  static Dog() {
    legs=new string[] {"left foreleg", "right foreleg", "left hindleg", "right hindleg"};
  }
}


public static void main() {
  Dog.printLegs();
  Human.printLegs();
}


//what is the output?
//does each subclass get its own copy of the array "legs"?

Answer 5

Чтобы добавить к предыдущим объяснениям, вызовы статических методов привязываются к определенному методу в время компиляции , что скорее исключает полиморфное поведение.

Answer 6

Мы на самом деле переопределяем статические методы (в delphi), это немного уродливо, но прекрасно работает для наших нужд.

Мы используем его, чтобы у классов был список доступных объектов без экземпляра класса, например, у нас есть метод, который выглядит следующим образом:

class function AvailableObjects: string; override;
begin
  Result := 'Object1, Object2';
end; 

Это некрасиво, но необходимо, так как мы можем создавать именно то, что нужно, вместо того, чтобы создавать все классы только для поиска доступных объектов.

Это был простой пример, но само приложение является клиент-серверным приложением, в котором все классы доступны только на одном сервере, и несколько разных клиентов, которым может не понадобиться все, что есть на сервере, и никогда не понадобится экземпляр объекта.

Так что это гораздо проще поддерживать, чем иметь одно отдельное серверное приложение для каждого клиента.

Надеюсь, пример был ясен.

Answer 7

Абстрактные методы неявно виртуальны. Абстрактные методы требуют экземпляра, но статические методы не имеют экземпляра. Таким образом, вы можете иметь статический метод в абстрактном классе, он просто не может быть статическим абстрактным (или абстрактным статическим).