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[Java学习] Java static关键字以及Java静态变量和静态方法

发表于 2018-6-11 13:36:40
本帖最后由 半夏花开 于 2018-6-11 13:46 编辑

static 修饰符能够与变量、方法一起使用,表示是“静态”的。

静态变量和静态方法能够通过类名来访问,不需要创建一个类的对象来访问该类的静态成员,所以static修饰的成员又称作类变量和类方法。静态变量与实例变量不同,实例变量总是通过对象来访问,因为它们的值在对象和对象之间有所不同。

请看下面的例子:
1. public class Demo {
2.     static int i = 10;
3.     int j;
4.
5.     Demo() {
6.         this.j = 20;
7.     }
8.
9.     public static void main(String[] args) {
10.         System.out.println("类变量 i=" + Demo.i);
11.         Demo obj = new Demo();
12.         System.out.println("实例变量 j=" + obj.j);
13.     }
14. }
运行结果:
类变量 i=10
实例变量 j=20
static 的内存分配
静态变量属于类,不属于任何独立的对象,所以无需创建类的实例就可以访问静态变量。之所以会产生这样的结果,是因为编译器只为整个类创建了一个静态变量的副本,也就是只分配一个内存空间,虽然有多个实例,但这些实例共享该内存。实例变量则不同,每创建一个对象,都会分配一次内存空间,不同变量的内存相互独立,互不影响,改变 a 对象的实例变量不会影响 b 对象。

请看下面的代码:
1. public class Demo {
2.     static int i;
3.     int j;
4.
5.     public static void main(String[] args) {
6.         Demo obj1 = new Demo();
7.         obj1.i = 10;
8.         obj1.j = 20;
9.        
10.         Demo obj2 = new Demo();
11.        
12.         System.out.println("obj1.i=" + obj1.i + ", obj1.j=" + obj1.j);
13.         System.out.println("obj2.i=" + obj2.i + ", obj2.j=" + obj2.j);
14.     }
15. }
运行结果:
obj1.i=10, obj1.j=20
obj2.i=10, obj2.j=0

注意:静态变量虽然也可以通过对象来访问,但是不被提倡,编译器也会产生警告。

上面的代码中,i 是静态变量,通过 obj1 改变 i 的值,会影响到 obj2;j 是实例变量,通过 obj1 改变 j 的值,不会影响到 obj2。这是因为 obj1.i 和 obj2.i 指向同一个内存空间,而 obj1.j 和 obj2.j 指向不同的内存空间,请看下图:
4.png
file:///C:\Users\Lx\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps12FA.tmp.jpg
1  静态变量内存分配

注意:static 的变量是在类装载的时候就会被初始化。也就是说,只要类被装载,不管你是否使用了这个static 变量,它都会被初始化。

小结:类变量(class variables)用关键字 static 修饰,在类加载的时候,分配类变量的内存,以后再生成类的实例对象时,将共享这块内存(类变量),任何一个对象对类变量的修改,都会影响其它对象。外部有两种访问方式:通过对象来访问或通过类名来访问。
静态方法
静态方法是一种不能向对象实施操作的方法。例如,Math 类的 pow() 方法就是一个静态方法,语法为 Math.pow(x, a),用来计算 x 的 a 次幂,在使用时无需创建任何 Math 对象。

因为静态方法不能操作对象,所以不能在静态方法中访问实例变量,只能访问自身类的静态变量。

以下情形可以使用静态方法:
· 一个方法不需要访问对象状态,其所需参数都是通过显式参数提供(例如 Math.pow())。
· 一个方法只需要访问类的静态变量。

读者肯定注意到,main() 也是一个静态方法,不对任何对象进行操作。实际上,在程序启动时还没有任何对象,main() 方法是程序的入口,将被执行并创建程序所需的对象。

关于静态变量和静态方法的总结:
· 一个类的静态方法只能访问静态变量;
· 一个类的静态方法不能够直接调用非静态方法;
· 如访问控制权限允许,静态变量和静态方法也可以通过对象来访问,但是不被推荐;
· 静态方法中不存在当前对象,因而不能使用 this,当然也不能使用 super;
· 静态方法不能被非静态方法覆盖;
· 构造方法不允许声明为 static 的;
· 局部变量不能使用static修饰。

静态方法举例:
1. public class Demo {
2.     static int sum(int x, int y){
3.         return x + y;
4.     }
5.
6.     public static void main(String[] args) {
7.         int sum = Demo.sum(10, 10);
8.         System.out.println("10+10=" + sum);
9.     }
10. }
运行结果:
10+10=20

static 方法不需它所属的类的任何实例就会被调用,因此没有 this 值,不能访问实例变量,否则会引起编译错误。

注意:实例变量只能通过对象来访问,不能通过类访问。
静态初始器(静态块)
块是由大括号包围的一段代码。静态初始器(Static Initializer)是一个存在于类中、方法外面的静态块。静态初始器仅仅在类装载的时候(第一次使用类的时候)执行一次,往往用来初始化静态变量。

示例代码:
1. public class Demo {
2.     public static int i;
3.     static{
4.         i = 10;
5.         System.out.println("Now in static block.");
6.     }
7.     public void test() {
8.         System.out.println("test method: i=" + i);
9.     }
10.
11.     public static void main(String[] args) {
12.         System.out.println("Demo.i=" + Demo.i);
13.         new Demo().test();
14.     }
15. }
运行结果是:
Now in static block.
Demo.i=10
test method: i=10
静态导入
静态导入是 Java 5 的新增特性,用来导入类的静态变量和静态方法。

一般我们导入类都这样写:
1. import packageName.className;  // 导入某个特定的类
1. import packageName.*;  // 导入包中的所有类

而静态导入可以这样写:
1. import static packageName.className.methonName;  // 导入某个特定的静态方法
1. import static packageName.className.*;  // 导入类中的所有静态成员

导入后,可以在当前类中直接用方法名调用静态方法,不必再用 className.methodName 来访问。

对于使用频繁的静态变量和静态方法,可以将其静态导入。静态导入的好处是可以简化一些操作,例如输出语句 System.out.println(); 中的 out 就是 System 类的静态变量,可以通过 import static java.lang.System.*; 将其导入,下次直接调用 out.println() 就可以了。

请看下面的代码:
1. import static java.lang.System.*;
2. import static java.lang.Math.random;
3. public class Demo {
4.     public static void main(String[] args) {
5.         out.println("产生的一个随机数:" + random());
6.     }
7. }
运行结果:
产生的一个随机数:0.05800891549018705
参考资料:http://www.makeru.com.cn/
java学习交流群:587131012



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