C#:staticメソッド内でstaticでない変数やstaticでないメソッドを使用できないのはなぜ？

Question

##わからないこと

大前提として、「static修飾子をもつものはインスタンスが作れない」ことは理解しています

ですので

public static class A
{
    public static int a;//OK
    public int b;//NG

    public static void AA()//OK
    {

    }
    public void BB()//NG
    {

    }
}

このようにclassにstaticがついていると、中のメンバーやメソッドにstaticを付けないといけないことはわかります。

問題は

public class A
{
    public static int a;
    public int b;

    public static void AA()//OK
    {
        Debug.Log(a);
    }
    public static void AB()//NG???
    {
        Debug.Log(b);
    }
    public static void AC()//OK
    {
        AA();
    }
    public static void AD()//NG???
    {
        BA();
    }
    public void BA()//OK
    {
        Debug.Log(a);
    }
    public void BB()//OK
    {
        AA();
    }
}

っこのABとADのように「静的でないクラスの中にあるstaticメソッド内で静的でないメソッドや変数を呼ぶとエラーを吐く」ことについて、
なぜこのような仕様になっているかが分からないです。
私の考えとしては、「staticな関数や変数をインスタンス化するわけではないからstaticメソッド内で何を参照しようが問題ないのでは」ということです。

よろしくお願いします

Comments

[Zuishin]

dynamic クラスとかいう独自な用語を使うからわからないのでは？

[Zuishin]

https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/framework/reflection-and-codedom/how-to-define-and-execute-dynamic-methods
これが dynamic メソッド。
質問のコードには dynamic メソッドはない。

[zenobread]

ご質問ありがとうございます。

誤解を与えるような記述をしてしまい申し訳ありません。
dynamicクラスと書かせていただきましたが、静的ではないクラスの対義語として記述しております。
パッと調べてみてstaticではないものの呼び方が分からなかったため、staticの対義語を書いております
そちらについて誤解を与えてしまわないよう、追記させていただきます。
ありがとうございます。

[退会済みユーザー]

（同時に指摘があったので削除）

[dodox86]

C#におけるdynamicと言うキーワードの使い道を間違っていますね。
https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/csharp/programming-guide/types/using-type-dynamic

「dynamicなメソッドや変数」と言うのも違っていて、少なくとも本質問でと問うていることはインスタンスメソッドやインスタンスフィールドについて、です。

[zenobread]

お二方ありがとうございます。
dodox86様のご回答を確認する前に修正してしまいまして、冗長ですがdynamicとしていたところを「静的でない」と変換ました。

＞少なくとも本質問でと問うていることはインスタンスメソッドやインスタンスフィールドについて、です。
dodox86様、インスタンスメソッドという名称はインスタンス化した関数のことをさすものであり、インスタンスのもとになった関数を呼ぶものではない、と考えているのですが間違いでしょうか。

間違いであればインスタンス元とインスタンス化したものを区別する際はどのように呼称されるのでしょうか。ご教授お願い致します。

[dodox86]

> インスタンスのもとになった関数を呼ぶものではない、と考えているのですが間違いでしょうか。

コメントの範疇を超えるような気がするので少しだけ気が引けるのですが、聞かれたので一応。

「インスタンスの元」と言う表現が分からないのですが、どういうものを指していますか。クラスの定義自体をイメージしていますか。
インスタンス化したメソッド（関数）というよりは、クラスをインスタンス化したときに使えるメソッドと言った方が良いかもです。インスタンスメソッドの中からは、そのクラスをnewでインスタンス化したときに初めて発生（？）するインスタンスフィールドにアクセスできますが、
staticメソッドはインスタンス化していない状態で呼びだせるものの、クラスのインスタンスフィールドへはアクセスできません。（インスタンス化していないので当たり前）
メソッドに関してどういう呼称かというと、リファレンスでも「インスタンスメソッド(instance method)」と「スタティックメソッド(static method)」です。
https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/methods

[zenobread]

ありがとうございます。はい、私としてはインスタンスの元＝クラスの定義と考えておりました。

ご回答を拝見すると、クラス定義内のメソッドAと、そのクラスから生成されたインスタンスのメソッドA’があるとして、両者を区別するstaticやインスタンスみたいな故障はないのでしょうか。

ご懸念の通り質問からやや外れた内容かもしれないですが、後学のためお手数ですがご回答お願い致します。

[dodox86]

> 両者を区別するstaticやインスタンスみたいな故障はないのでしょうか。

いかにクラス内部での操作とは言え、インスタンスメソッド、staticメソッドで充分それらを表せられるので、あえてそれを更に区別する呼称は無いはずです。例えばHogeクラス内部の実装であれば
(1) インスタンスメソッドMethod1()
this.Method1();
Method1();

(2) staticメソッドMethod2()
Hoge.Method2();
Method2();

とのコードで呼び出せます。this.やクラス名.が無いコードでの呼び出しはそのメソッドの定義からコード全体の文脈で判断できますので、あえて特別な呼称の必然性は無いです。
[※一部誤字修正済み]

[zenobread]

理解いたしました。ご説明ありがとうございます。

Answer 1

staticメソッドはインスタンスの有無に関わらず存在します。
また、staticメソッドは、どのインスンタンスにアクセスしていいかを知らないので、引数等でインスタンスを受け取らない限りはインスタンスメソッドにはアクセス出来ません。

例えば、

    class Test
    {
        private int _Value;

        public void Increment()
        {
            _Value++;
        }

        // これは無理
        //public static void StaticIncrement()
        //{
        //    Increment();
        //}

        // これはOK
        public static void StaticIncrement(Test test)
        {
            test.Increment();
        }
    }

こんな感じで、自身の値に1加算するIncrementというメソッドがあったとします。
Testクラスのインスタンスはtest1, test2のように複数存在出来ますが、staticメソッド側はIncrementを呼ぼうにも、どのtestに対してのIncrementを呼べばいいか判りません。

Comments

[zenobread]

コード付きでご回答いただきありがとうございます。

ご回答から考えて、Testというクラスを定義した段階では_ValueやIncrement()は実体がなく、StaticIncrement()はクラス定義した段階で実体がある、ということでしょうか

[退会済みユーザー]

そうです

[zenobread]

承知いたしました。ありがとうございます。
質問事項についてほぼ理解致しましたが、ほかの方のご回答について連絡を差し上げておりますので、ベストアンサーについて今しばらくお待ちください

Answer 2

staticな関数や変数をインスタンス化するわけではないからstaticメソッド内で何を参照しようが問題ないのでは

通常のインスタンスメソッドやプロパティはインスタンスと結びついたものである以上、特定のインスタンスに対してしか呼べません。

staticメソッドはインスタンスと結びつかない環境ですので、インスタンスメソッドを呼ぶには別途でインスタンスを用意する必要があります。

Comments

[maisumakun]

> staticメソッド内で何を参照しようが問題ないのでは

「インスタンスを指定して」そこに対して参照を行うことは何も問題ありません。

[maisumakun]

通常のメソッド内では呼ばれたインスタンスを指すthisが存在して、プロパティやメソッドへのアクセスも「thisへの」アクセスとして解釈されます。

staticメソッドはインスタンスと結びつかない以上、thisは存在しません。

[zenobread]

maisumakun様

ご回答ありがとうございます。
ご回答していただいた通り、インスタンスメソッドとプロパティはインスタンスと結びついたものである、ということについて理解致しました。ありがとうございます。

説明が難しいのですが、y_waiwai様のご回答と合わせて
「インスタンスプロパティはインスタンスごとに生成され（このインスタンスが実体？）、インスタンスが生成されないとプロパティとメソッドも生成されない。そのためインスタンスが生成されているかstaticメソッド側から確認できないからインスタンスメソッドやプロパティも参照できない」
ということでよろしいでしょうか。

[maisumakun]

「インスタンスが生成されているかstaticメソッド側から確認できないから」ではなく、「どのインスタンスにアクセスすればいいかわからないから」です。

[zenobread]

そもそも確認云々が問題ではなく、アクセス先が分からないからですね。ありがとうございます。

Answer 3

それらは、インスタンスから参照するものです。
インスタンスが存在しないのでエラーになりますね

Comments

[zenobread]

y_waiwai様

ご回答ありがとうございます。
大変申し訳ございません。理解不足なのですが、「インスタンスが存在しないのでエラー」とはどういう状態でしょうか

[y_waiwai]

インスタンスから参照するものなので、まずはインスタンスを作って参照しましょう。
それをしてないからエラーとなります

[zenobread]

理解不足で申し訳ないのですが、
「インスタンスプロパティはインスタンスごとに生成され（このインスタンスが実体？）、インスタンスが生成されないとプロパティとメソッドも生成されない。そのためインスタンスが生成されているかstaticメソッド側から確認できないからインスタンスメソッドやプロパティも参照できない」
他の方からのご回答も参照してこのように考えたのですが、この考えでよろしいでしょうか

[y_waiwai]

public static void AD()//NG???
{
A a=new A();
a.BA();
}

＃コレが実行できるかどうかはしらんけど

[zenobread]

＞＃コレが実行できるかどうかはしらんけど

失礼します。こちらの言葉の意味としては記述されたメソッドについて、「通常は実行できるが、何かが原因で実行されないタイミングがある」ということでしょうか。

[y_waiwai]

まずはやってみれば。

[zenobread]

はい、実行してみて問題ありませんでした。

「～この考えでよろしいでしょうか」ということに対し、正誤の返答ではなくコードと上記補足分があったため、当方は「その考えがあっているか間違っているか、というのは状況によって異なるため正誤ではなくコードにてご返信された」と考えております。

そのうえで「実行できるかどうかわからない」と補足されておられるので、「どういった状況で実行が不可能になる場合があるのか」ご教授お願いします。

[y_waiwai]

なぜこれでエラーが出ないのか、なぜあなたのコードでエラーが出るのか、を理解しましょう。

たんに、
実行できるようなコードかどうかまでは見ていない、というだけです。
実行したらエラーが出るかどうか、はあなたがチェックしましょう。

[zenobread]

はい、わかりました。ありがとうございます。