有没有办法强制在 C# 中初始化静态字段？答案

【问题标题】：Is there a way to force static fields to be initialized in C#?有没有办法强制在 C# 中初始化静态字段？
【发布时间】：2010-01-28 13:15:00
【问题描述】：

考虑以下代码：

class Program
{
    static Program() {
        Program.program1.Value = 5;
    }

    static List<Program> values = new List<Program>();
    int value;
    int Value
    {
        get { return value; }
        set { 
            this.value = value;
            Program.values.Add(this);
        }
    }

    static Program program1 = new Program { value = 1 };
    static Program program2 = new Program { value = 2 };
    static Program program3 = new Program { value = 3 };

    static void Main(string[] args)
    {
        if (Program.values.Count == 0) Console.WriteLine("Empty");
        foreach (var value in Program.values)
            Console.WriteLine(value.Value);
        Console.ReadKey();
    }
}

它只打印数字 5，如果删除静态构造函数中的代码，它会打印“Empty”。

有没有办法强制初始化静态字段，即使尚未使用？

我需要一个名为 Values 的静态属性，它返回所引用类型的所有实例。

我尝试了此代码的一些变体，其中一些适用于某些类型，但不适用于其他类型。

编辑：上面的示例已损坏，试试这个：

class Subclass<T> {
    static Subclass()
    {
        Values = new List<Subclass<T>>();
    }
    public Subclass()
    {
        if (!Values.Any(i => i.Value.Equals(this.Value)))
        {
            Values.Add(this);
        } 
    }

    public T Value { get; set; }

    public static List<Subclass<T>> Values { get; private set; }
}

class Superclass : Subclass<int>
{
    public static Superclass SuperclassA1 = new Superclass { Value = 1 };
    public static Superclass SuperclassA2 = new Superclass { Value = 2 };
    public static Superclass SuperclassA3 = new Superclass { Value = 3 };
    public static Superclass SuperclassA4 = new Superclass { Value = 4 }; 
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //Console.WriteLine(Superclass.SuperclassA1); //UNCOMMENT THIS LINE AND IT WORKS
        foreach (var value in Superclass.Values)
        {
            Console.WriteLine(value.Value);
        }
        Console.ReadKey();
    }
}

【问题讨论】：

标签： c# static initialization

【解决方案1】：

您的问题的答案是“嗯，是的”。但是“强迫”它的两种方式之一是你已经在做的事情。

语言规范中的相关部分是Static constructors，具体来说：

类的静态构造函数在给定的时间里最多执行一次应用领域。触发静态构造函数的执行由以下事件中的第一个在应用程序中发生域名：

创建了一个类的实例。

类的任何静态成员都被引用。

如果一个类包含在其中执行的 Main 方法（第 3.1 节）开始时，该类的静态构造函数在 Main 之前执行方法被调用。如果一个类包含任何静态字段初始化程序，这些初始化程序按文本顺序执行在执行静态构造函数之前。

【讨论】：

是的！我也在规范中阅读过这个。但我希望有另一种非官方的方式来做到这一点。谢谢！
如果有非官方的方式，我很想听听！但也许人们应该回避这种技术。 Unofficial.Equals(Hack)?
@ChristofferLette 对于 Rafael 的情况，实际上在 MSDN 中出现了另一种方式，可以追溯到 .Net 1.1，System.Runtime.CompilerServices.RuntimeHelpers.RunClassConstructor(..)。有关 Rafael 示例的工作变体，请参阅我的答案。

【解决方案2】：

在这种情况下，实际上有一种方法可以强制初始化属性。更改需要向基类添加一个类型参数，以表示将包含要初始化的字段的基类的未来子类。然后我们可以使用 RuntimeHelpers.RunClassConstructor 来保证子类静态字段被初始化。

以下将产生您正在寻找的结果：

class Subclass<TSubclass, T> 
{
    static Subclass()
    {
        Values = new List<Subclass<TSubclass, T>>();
        // This line is where the magic happens
        System.Runtime.CompilerServices.RuntimeHelpers.RunClassConstructor(typeof(TSubclass).TypeHandle);
    }
    public Subclass()
    {
        if (!Values.Any(i => i.Value.Equals(this.Value)))
        {
            Values.Add(this);
        } 
    }

    public T Value { get; set; }

    public static List<Subclass<TSubclass, T>> Values { get; private set; }
}

class Superclass : Subclass<Superclass, int>
{
    public static Superclass SuperclassA1 = new Superclass { Value = 1 };
    public static Superclass SuperclassA2 = new Superclass { Value = 2 };
    public static Superclass SuperclassA3 = new Superclass { Value = 3 };
    public static Superclass SuperclassA4 = new Superclass { Value = 4 }; 
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        foreach (var value in Superclass.Values)
        {
            Console.WriteLine(value.Value);
        }
        Console.ReadKey();
    }
}

发生的情况是，对RuntimeHelpers.RunClassConstructor(typeof(TSubclass).TypeHandle) 的调用会强制TSubclass 的静态构造函数在尚未运行时执行。这确保静态字段首先按照https://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa645612(VS.71).aspx 的这一行进行初始化：

如果一个类包含任何带有初始化器的静态字段，则这些初始化器会在执行静态构造函数之前以文本顺序立即执行。

这是一个 dotnetfiddle 演示它的工作原理：

https://dotnetfiddle.net/MfXzFd

【讨论】：

先生，您救了我的命。来自我的 +1。
@S.TarıkÇetin 很高兴听到这对您有所帮助！
太棒了，它非常接近我真正需要的东西！唯一最重要的是如果超类也可以派生并且新字段也将被初始化。像这样：dotnetfiddle.net/RGBghM 我知道的唯一方法是制作我不想要的Superclass，因为这是我的默认实现，SuperClassCustom 是针对特定客户的一些特定自定义。
@Wolfsblvt 是的，遗憾的是它不会选择那个子类。但是，如果 SuperClassCustom 仅提供替代功能，并且应将其视为可以在 Superclass 上枚举的整个集合的一部分，那么这可能对您有用：dotnetfiddle.net/LW3D8u。我只是将 SuperClassCustom 的静态实例移动到超类“枚举”。
是的，但问题是 SuperClassCustom 确实提供了新的功能，所以新的属性和东西。当我们想要自定义一些东西时，我们不能触及“核心”文件。这才是真正的问题。虽然找到了一个可行的解决方案。不是很好，但它可以完成工作。如果它们派生自 TSubclass，我将遍历所有程序集和类型一次以调用所有静态构造函数：dotnetfiddle.net/C0BYCM

【解决方案3】：

但您从不设置属性 - 而是直接设置支持字段，因此在创建 program1、program2 和 program3 时不会通过逻辑添加到静态列表。

即你需要改变：

    static Program program1 = new Program { value = 1 };
    static Program program2 = new Program { value = 2 };
    static Program program3 = new Program { value = 3 };

到：

    static Program program1 = new Program { Value = 1 };
    static Program program2 = new Program { Value = 2 };
    static Program program3 = new Program { Value = 3 };

【讨论】：

这就是为什么我们不对成员和属性名使用相同的变量名！
当然，您的代码允许您多次将同一个实例添加到列表中，因此您可能希望将“添加到静态列表”逻辑移到构造函数中，或者只是检查是否它已经在列表中...
好的！我的样品坏了。我在 value 字段中输入了错误的 Value 属性。但遗憾的是，这不是我的实际代码中发生的事情。我将使用构造函数将实例添加到值列表中，将示例替换为另一个更像我的实际代码的示例。我认为这与 John Skeet 在这里描述的内容有关：msmvps.com/blogs/jon_skeet/archive/2010/01/26/… 无论如何谢谢！
@Travis “这就是为什么我们不为成员和属性名称使用相同的变量名！” - 实际上，您可以使用相同的名称，dit 是 C# 中非常常见的样式，但您通常会将支持字段设为私有，并且仅将属性公开为公共。
@Rafael：所以当你犯了一个微妙的错字时，你更喜欢有一个不是编译时错误的逻辑错误？有趣...

【解决方案4】：

实际上看起来你拼错了 'value' -> 'Value' 所以：

    static Program program1 = new Program { Value = 1 };
    static Program program2 = new Program { Value = 2 };
    static Program program3 = new Program { Value = 3 };

pretty 打印更多行

【讨论】：

【解决方案5】：

第二个示例不起作用，因为Value 是Subclass 的静态成员。

C# 语法允许Superclass.Values，但最终编译的方法调用将是Subclass.Values getter。所以Superclass 类型实际上从未被触及。另一方面，Superclass.SuperclassA1 确实接触了类型并触发了静态初始化。

这就是为什么 C# 并没有真正的隐式静态初始化，您需要像 MEF 和 Unity 这样的组合框架。

【讨论】：