C# 中的静态方法与实例方法

Question

对于我正在编写的应用程序，我希望具有极高的可扩展性，扩展方法似乎可以满足我的需求，并且能够在没有实例的情况下调用它们，这也是我需要的。

我记得读过静态方法比实例方法更快，但没有获得 GC 的优势。这是正确的吗？

除非我通过设计而不是速度找到更好的替代方案，否则我不太可能改变我的设计。但仍然想了解更多信息，我想知道速度、GC 等方面的差异。

编辑：谢谢。更多信息：假设我们有一个 Person 类：

class Person

可以有一个实例距离方法，比如：

this.Distance (Person p)

这很好，但是这并没有让我能够计算 2 个点（比如 Point3）之间的距离，而无需创建 Person 类的实例。

我想做的是这样的：

class Person (no Distance methods)

但距离的扩展方法：

Distance (this Person, Person)
Distance (this Point3, Point3)

这样我都可以做到：

myPerson.Distance (yourPerson)

和

Extensions.Distance (pointA, pointB)

EDIT2：@Jon，是的，我认为这就是（不要获得 GC 的优势）的意思，但我不知何故认为静态方法会造成这种负担/开销。

Answer 1

在静态方法和实例方法之间进行选择是面向对象设计的问题。如果您正在编写的方法是一个对象的行为，那么它应该是一个实例方法。如果它不依赖于对象的实例，它应该是静态的。

基本上，静态方法属于一个类型，而实例方法属于一个类型的实例。

Answer 2

“没有得到 GC 的优势”是什么意思？方法不是垃圾收集 - 实例是。

虚拟方法略比非虚拟方法慢，而且我猜在任何实例方法之前都有讨厌的空检查，但这并不重要。选择最合适的设计。

静态方法对于测试来说是一件痛苦的事情 - 例如，如果您通过调用一些静态方法在方法 Foo() 中进行身份验证，那么当您测试 Foo() 时，您不能让它只调用一个模拟身份验证器（除非静态方法本身允许您这样做）。但是，如果你给你正在测试的任何东西的原始实例提供一个包含Authenticate() 方法的接口的模拟实现，你可以让它按照你想要的方式运行。

编辑：在这种情况下，听起来您真正需要的是 Point 类型上的一个实例方法来计算两点之间的距离（“这个”一个和另一个） - 或者可能是一个静态工厂方法Distance 类型。

Answer 3

如果更快是指方法中的代码执行得更快，那么不是。静态方法中的代码与非静态方法中的代码一样快。

如果您正在谈论执行对方法的调用的开销，它会变得有点复杂。对于像 Java 这样的语言来说，实例调用具有更多开销是很常见的。但在 C# 中，情况并非如此，因为实例方法默认不是虚拟的。

因此，虚拟方法比非虚拟方法的开销略多。静态方法不能是虚拟的，但实例方法可以声明为虚拟的。

对于垃圾回收，这主要与字段相关，而不是方法。静态字段可以从代码中的任何地方访问，因此垃圾收集器无法确定是否会再次使用引用，因此永远不会收集它。

Answer 4

根据您的示例，我将编写一个静态实用函数来查找两点之间的距离：

public static class Geometry
{
    public static double GetDistanceBetween(Point a, Point b) { ... }
}

然后我会给 Person 一个名为 Position 的属性，它返回一个点。所以我可以写：

double distance = Geometry.GetDistanceBetween(personA.Position, personB.Position);

它实际上已经是英文了 - 为什么要让它更加晦涩难懂？如果你把距离作为一个方法，那么你可以这样写：

personA.Distance(personB)

或：

personB.Distance(personA)

这两种排序之间没有区别，但方法调用语法的使用表明可能存在区别。