C#中的方法

方法是什么无需多言，本文重在深入讨论以下几点：方法的定义与调用、构造器（一种特殊的方法）、方法的重载、方法的调用与栈，涉及到一些内存分配的内容。

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方法的由来

方法（method）的前身是C/C++语言的函数（function）。方法是面向对象范畴的概念，在面向对象语言中仍然称为函数。
方法永远都是类或结构体的成员，不能独立于类或者结构体之外，只有作为类或结构体的成员时才被成为方法。

C++中是可以的，称为“全局函数”

方法表示类或者结构体“能做什么事”，字段和方法（成员变量与成员方法）是类或者结构体最基本的成员之一。
方法的目的：隐藏复杂逻辑和代码复用。

方法的声明和调用

C#里方法的声明和定义是不分家的。

C++里是可以分家的，声明放在头文件里，定义放在代码文件里

方法的声明包括两部分：函数头和函数体。

• 函数头：方法特性（可选） 方法修饰符组合（可选） partial（可选） 返回值类型 方法名 参数列表（泛型参数列表） 泛型约束（可选，如果是泛型方法的话）
  方法修饰符：

  • new
  • public
  • private
  • protected
  • internal
  • static
  • virtual
  • sealed
  • override
  • abstract
  • extern
  • async

• 函数体：语句块（{}括起来的内容）或 ；，只有一个 ；时代表这个方法是一个抽象方法。

  public abstract string getName();

声明方法时的参数（Parameter）叫做形式参数，形参是一种变量。
调用方法时传入的参数叫实参（Argument），实参是值，值类型要与变量类型相匹配。

静态方法和实例方法

• 静态方法
  定义和调用：属于类的方法，在使用时可直接进行通过类名.方法名进行调用，不需要创建实例。用 Static 修饰，静态方法只可以使用类的静态成员和其他静态方法，或者说静态方法只能访问类级别的属性和方法，不能访问实例级别的属性和方法，这是因为静态方法在没有实例的情况下就可以被调用。
  内存占用：静态方法的方法体只有一份，与类的类型信息相关联。这一份方法体的内存占用相对较小。调用静态方法不需要创建类的实例，因此在调用时无需额外的实例上下文，这使得静态方法在内存上可能更加轻量。
• 实例方法
  定义和调用：属于实例的方法，在使用时需要创建对象，通过对象名.方法名进行调用。成员方法可以访问实例级别的成员（字段、属性、其他成员方法），也可以访问静态成员。
  内存占用：每个类的实例都有一份实例方法的方法体。相对于静态方法，实例方法的方法体在内存中可能占用更多空间，因为每个实例都有自己的拷贝。调用实例方法需要一个实例上下文。这个上下文包括实例变量和其他实例相关的信息。这些数据的内存占用会随着实例的创建和销毁而变化。

构造器（Constructor）

构造器又叫构造函数，所以构造器是一种特殊的函数，构造器是类的成员之一。狭义的构造器又叫“实例构造器”，用于构建实例在内存当中的内部结构。可以自己写构造器，如果没有写的话，C# 会自动添加一个默认构造器。一个类可以有多个构造器，只要我们自定义了构造器，就无法再使用默认构造器。

构造器的内存原理

class Student {
    public int ID;
    public string Name;
}

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        Student stu = new Student();//调用默认构造器
    }
}

stu 是局部变量，我们在栈上为 stu 这个变量分配内存地址。stu 是一个引用变量，所以我们先分配四个字节给 stu，全部置为 0；new Student 会在堆上分配一块实例大小的空间（一个int，一个string占用的内存大小），然后把这块空间的地址交还给 stu 变量。() 会帮我们把这块空间切割好，有四个字节分给 int 字段， 四个字节分给 string 字段，然后初始化。
如果我们的构造函数是带参的，调用时需要传入值，示例：

class Student {
    public int ID;
    public string Name;
    public Student(int id, string name) {
        this.ID = id;
        this.Name = name;
    }
}

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        Student stu = new Student(10, "Mr.Li");//调用默认构造器
    }
}

那么在上述的过程之外，因为 string 是引用类型，所以要在堆上再分配一块内存，把 “Mr.Li” 转成二进制存在这块内存中，然后把这块内存的地址返回给实例中分给 string 的内存中存储。

方法重载（Overload）

方法签名由方法的名称、类型形参的个数和它的每一个形参（从左到右的顺序）的类型和种类（值，引用或输出）组成，方法签名不包含返回类型。
方法重载：是指在同一个类中定义多个具有相同名称但参数列表不同的方法。具体说来，重载要求两个或多个方法的方法名相同，但它们的参数类型、参数个数或参数顺序至少有一个不同。

重载决策：用于在给定了参数列表和一组候选函数成员的情况下，选择一个最佳函数成员来实施调用。

//一个简单的方法重载示例
public class Calculator
{
    // 重载方法 1
    public int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }

    // 重载方法 2
    public double Add(double a, double b)
    {
        return a + b;
    }
}

方法的调用与栈