七、常量与字段（Constants and Fields）

CLR

第七章：常量与字段（Constants and Fields

1. 常量（Constants）

特点

• 编译时确定：值在编译期确定，不能修改。
• 隐式 static：常量自动是 static，无需显式声明 static。
• 存储方式：值被直接嵌入到使用它的代码中，而不是在运行时读取。

示例

public sealed class SomeLibraryType {
    public const int MaxEntries = 50;  // ✅ 编译期常量
}

IL 代码

IL_0006: ldc.i4.s 50  // 常量值直接嵌入

⚠️ 版本问题

如果引用常量的程序集不重新编译，更新 MaxEntries = 1000 不会影响旧的程序。
✅ 解决方案：使用 static readonly 代替 const（见下方）。

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2. 只读字段（Readonly Fields）

特点

• 运行时确定：可以在 构造函数中初始化（可利用反射来修改）。
• 可以是任何类型（const 只能是基本类型）。
• 存储方式：值存储在内存中，而不是直接嵌入代码。

⚠️当某个字段是引用类型，并且该字段标记为readonly时，不可改变的是引用，而非字段引用的对象！

示例

public sealed class SomeLibraryType {
    public static readonly int MaxEntries = 50;  // ✅ 运行时常量
}

优点

• 可跨程序集更新：更改 MaxEntries = 1000，无需重新编译依赖程序集。
• 可存储复杂对象，如 DateTime.Now。

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3. 字段（Fields）

字段的 4 种类型

修饰符	特点	示例
static	静态字段，属于类，而非实例	public static int Count;
readonly	只读字段，只能在构造函数初始化	public readonly int ID;
volatile	防止编译器优化，用于多线程	public volatile int status;
普通字段	每个实例独立的存储	public int age;

✅ 示例

public class Example {
    public static int StaticField;  // 所有对象共享
    public readonly int ReadonlyField;  // 仅构造函数赋值
    public volatile int VolatileField;  // 线程安全
}

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4. readonly vs const vs static readonly

特性	const	readonly	static readonly
赋值时机	编译时	运行时（构造函数）	运行时（静态构造函数）
是否 static	隐式 static	实例字段	静态字段
是否可变	不可变	构造后不可变	构造后不可变
适用场景	编译期常量	构造时确定的值	全局常量

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5. Mermaid 图示

graph TD A["const"] -->|编译时确定| B["直接嵌入代码"] C["readonly"] -->|运行时确定| D["只能在构造函数中赋值"] E["static readonly"] -->|静态构造时赋值| F["跨程序集可修改"]

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6. 面试题 & 解析

1️⃣ const 和 readonly 的区别？

✅ 解析

• const 在编译期确定，不能更改。
• readonly 在运行时确定，可在构造函数中赋值。
• 推荐 readonly 代替 const 以避免版本问题。

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2️⃣ readonly 和 static readonly 的区别？

✅ 解析

• readonly 属于实例，每个对象可以有不同的值。
• static readonly 属于类，所有对象共享同一值。

🔹 示例

public class Example {
    public readonly int InstanceID;  // 每个对象不同
    public static readonly int GlobalID = 100;  // 所有对象相同
}

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3️⃣ volatile 关键字的作用？

✅ 解析

• 防止编译器优化，保证不同线程访问变量时数据一致性。
• 适用于 多线程共享的变量，如 bool isRunning;。

🔹 示例

public class Worker {
    private volatile bool _running = true;

    public void Stop() {
        _running = false;  // ✅ 确保线程读取到最新值
    }
}

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4️⃣ const 是否支持复杂对象？

✅ 解析

• const 仅支持基本类型 (int, string 等)。
• 复杂对象（如 DateTime）必须用 static readonly。

🔹 示例

public class Constants {
    public const int Number = 10;  // ✅ 允许
    public static readonly DateTime StartTime = DateTime.Now;  // ✅ 允许
    // public const DateTime Invalid = DateTime.Now;  // ❌ 错误
}

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5️⃣ const 是否可以在运行时修改？

✅ 解析

• const 不能在运行时修改，只能在编译期赋值。
• 如需运行时修改，请使用 readonly 或 static readonly。

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7. 总结

概念	核心考点
常量 (const)	编译时确定，值直接嵌入代码
只读字段 (readonly)	运行时确定，可在构造函数赋值
静态只读 (static readonly)	跨程序集可修改，存储在类级别
volatile 关键字	防止线程优化，保证多线程可见性
推荐使用 readonly 代替 const	避免跨程序集更新问题