对象初始化的完整过程(C#)

时间：2020-11-28 19:45:38

1、静态构造函数　　

　　在引入本文的主题之前，我们先来铺垫一下吧，看看静态构造函数的概念及用途。

　　C#中允许创建无参数构造函数，该函数仅执行一次。它一般被用来初始化静态字段。CLR不能保证在某个特定时刻执行静态构造函数，同时也不保证不同类的静态构造函数按照什么顺序执行，但保证它仅执行一次，即在应用程序创建该类的第一个实例或访问该类的任何静态成员之前。

　　注意，静态构造函数不允许有访问修饰符，且不接受任何参数，这是因为其他代码没有权利调用它，它的调用执行总是被CLR接管的！另外，一个类只能有一个静态构造函数。

2、字段及构造函数的初始化顺序 

　　首先，我们需要明确的一点是：字段和构造函数均分为静态和实例两大类。其中，静态的属于类型本身，仅有一份；而实例的属于创建的实例对象，可有多份。静态的总是先于实例的被初始化。

　　在初始化一个C#对象时，如果我们晓得字段和构造函数被初始化的顺序，就能够防止一些错误发生，比如引用还未初始化的字段等，同时对对象初始化构造的过程有更深刻的认识。

　　首先，我们先给出初始化先后顺序的结论，然后再以例子来佐证：

　　1、继承类静态字段

　　2、继承类静态构造函数

　　3、继承类实例字段

　　4、基类静态字段

　　5、基类静态构造函数

　　6、基类实例字段

　　7、基类实例构造函数

　　8、继承类实例构造函数

 　　我们知道对于继承层次结构的类来说，首先调用基类的构造函数，然后调用继承类的构造函数。

　　下面我们以一个控制台程序的执行来说明。

　　

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Derived d = new Derived();
            Console.ReadLine();
        }
    }
    class Base
    {
        public Base()
        {
            Console.WriteLine("基类实例构造器");
            this.m_Field3 = new ShowMessage("基类实例字段3");
            this.Virtual();
        }
        static Base()
        {
            Console.WriteLine("基类静态构造器");
        }
        private ShowMessage m_Field1 = new ShowMessage("基类实例字段1");
        private ShowMessage m_Field2 = new ShowMessage("基类实例字段2");
        private ShowMessage m_Field3;
        static private ShowMessage s_Field1 = new ShowMessage("基类静态字段1");
        static private ShowMessage s_Field2 = new ShowMessage("基类静态字段2");
        virtual public void Virtual()
        {
            Console.WriteLine("基类实例虚方法");
        }
    }
    class Derived : Base
    {
        public Derived()
        {
            Console.WriteLine("继承类实例构造器");
            this.m_Field3 = new ShowMessage("继承类实例字段3");
        }
        static Derived()
        {
            Console.WriteLine("继承类静态构造器");
        }
        private ShowMessage m_Field1 = new ShowMessage("继承类实例字段1");
        private ShowMessage m_Field2 = new ShowMessage("继承类实例字段2");
        private ShowMessage m_Field3;
        static private ShowMessage s_Field1 = new ShowMessage("继承类静态字段1");
        static private ShowMessage s_Field2 = new ShowMessage("继承类静态字段2");
        override public void Virtual()
        {
            Console.WriteLine("继承类实例虚方法");
        }
    }
    class ShowMessage
    {
        public ShowMessage(string msg)
        {
            Console.WriteLine(msg);
        }
    }
}

　　上面的程序中，Drived子类和Base基类均包含静态和实例构造器以及静态和实例字段。其中，实例字段m_Field1和m_Field2在字段定义时初始化，而字段m_Field3在实例构造起中初始化。同时，在Base基类的构造器中调用了一个Virtual虚方法，这一步是为了说明在构造器中调用虚方法存在的潜在风险，实际开发中应避免这样做。

对象初始化的完整过程(C#)

　　从上面的执行过程中，可以看出，继承类静态字段和静态构造器首先初始化，很明显，静态的东西是类型本身固有的东西，所以，在初始化一个实例对象之前，首先要保证静态的被初始化。而无论静态还是实例字段，它们的初始化过程总是优先于相对应的构造函数中的其余代码的初始化。

　　在继承类的静态字段和构造器执行完毕之后，接着执行实例字段1和2的初始化，这两个字段属于在定义时初始化，先于实例构造函数的调用，这是因为要防止在构造函数中调用未初始化的字段（构造器若调用了一些方法，而这些方法访问了未初始化的字段就会发生这种情况）。我们之所以将字段的初始化提前到构造函数执行之前，目的就在于避免null reference exceptions，这在大多数情况下是更好的选择，但这种方式也有缺点，即：在调试对象初始化部分代码时，若想进入构造函数必须先经过一系列的字段成员初始化代码，尤其在继承层次复杂时，这种混乱更加明显。在这两个字段初始化之后，开始实例构造函数的调用，由于存在继承关系，故先调用基类的构造函数。

　　在调用基类的构造函数之前，首先要初始化基类的静态字段和静态构造器，原因同继承类。然后初始化基类的实例字段1和2，接着调用基类实例构造器并初始化实例字段3。接着在基类的实例构造器中调用了Virtual虚方法。这里需要注意的是：这时候继承类的实例构造函数还没有被执行，如果此虚方法中需要使用已初始化的字段，比如本例中的字段3，那么，程序将会导致错误。这提示我们在编程时应尽量避免在构造函数中调用虚方法，而应在对象初始化完成之后再调用虚方法。

3、字段初始化器和构造函数初始化字段的差异

　　两者的差异主要有两方面：

　　1、用字段初始化器初始化字段就不能使用this，因为此时构造函数还未调用。

　　2、第二个差异点就在于存在继承层次结构时，因为在这种情形下字段初始化器和构造函数的执行顺序不一致，前者的执行顺序是由继承类到基类，后者是由基类到继承类。

　　最后，有一些情形需要特别注意，比如下面的例子，请读者自行思考。

class Base
{
    private readonly object objectA = new object(); // 第二执行
    private readonly object objectB;

    public Base()
    {
        this.objectB = new object(); // 第三执行
    }
}

class Derived : Base
{
    private object objectC = new object(); // 首先执行
    private object objectD;

    public Derived()
    {
        this.objectD = new object(); // 第四执行
    }
}　　
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