static:
在 java 的关键字中,static 和 final 是两个我们必须掌握的关键字。不同于其他关键字,他们都有多种用法,而且在一定环境下使用,可以提高程序的运行性能,优化程序的结构。下面我们来具体讲解 static 的使用。
1.用途:
static 关键字有两种作用:
具体而言,在 Java 语言中,static 主要有 4 中使用情况:成员变量、成员方法、代码块和静态导包
1).static 修饰成员变量:
Java 类提供了两种类型的变量:用 static 关键字修饰的静态变量和不用 static 关键字修饰的实例变量。静态变量属于类,在内存中只有一个复制,只要静态变量所在的类被加载,这个静态变量就会被分配空间,因此就可以被使用了。对静态变量的引用有两种方式,分别是“类.静态变量"和”对象.静态变量";
//静态变量使用方式一:
Student.id; // 类.静态变量;Student为类,id为静态属性
//静态变量使用方式二:
Student student=new Student;
student.id; //对象.静态变量;student为学生对象,id为静态属性
复制代码
实例变量属于对象,只有对象被创建后,实例变量才会被分配内存空间,才能被使用,它在内存中存在多个复制,只有用“对象.实例变量”的方式来引用。
Student student=new Student();
student.id; //对象.实例变量 student为对象,id为非静态变量
复制代码
我们同样使用案例来具体讲解 static 修饰属性的使用:
public class Person {
String name;
int age;
public String toString() {
return "Name:" + name + ", Age:" + age;
}
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person();
p1.name = "zs";
p1.age = 10;
Person p2 = new Person();
p2.name = "ls";
p2.age = 12;
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
}
}
复制代码
打印输出结果为:
上面的代码我们很熟悉,根据 Person 构造出的每一个对象都是独立存在的,保存有自己独立的成员变量,相互不会影响,他们在内存中的示意如下:
从上图中可以看出,p1 和 p2 两个变量引用的对象分别存储在内存中堆区域的不同地址中,所以他们之间相互不会干扰。但其实,在这当中,我们省略了一些重要信息,相信大家也都会想到,对象的成员属性都在这了,由每个对象自己保存,那么他们的方法呢?实际上,不论一个类创建了几个对象,他们的方法都是一样的:
从上面的图中我们可以看到,两个 Person 对象的方法实际上只是指向了同一个方法定义。这个方法定义是位于内存中的一块不变区域(由 jvm 划分),我们暂称它为静态存储区。这一块存储区不仅存放了方法的定义,实际上从更大的角度而言,它存放的是各种类的定义,当我们通过 new 来生成对象时,会根据这里定义的类的定义去创建对象。多个对象仅会对应同一个方法,这里有一个让我们充分信服的理由,那就是不管多少的对象,他们的方法总是相同的,尽管最后的输出会有所不同,但是方法总是会按照我们预想的结果去操作,即不同的对象去调用同一个方法,结果会不尽相同。
我们知道,static 关键字可以修饰成员变量和方法,来让它们变成类的所属,而不是对象的所属,比如我们将 Person 的 age 属性用 static 进行修饰,结果会是什么样呢?请看下面的例子:
public class Person {
String name;
static int age; //name属性修饰为static
/* 其余代码不变... */
}
复制代码
打印输出结果为:
我们发现,结果发生了一点变化,在给 p2 的 age 属性赋值时,干扰了 p1 的 age 属性,这是为什么呢?我们还是来看他们在内存中的示意:
我们发现,给 age 属性加了 static 关键字之后,Person 对象就不再拥有 age 属性了,age 属性会统一交给 Person 类去管理,即多个 Person 对象只会对应一个 age 属性,一个对象如果对 age 属性做了改变,其他的对象都会受到影响。我们看到此时的 age 和 toString()方法一样,都是交由类去管理。
虽然我们看到 static 可以让对象共享属性,但是实际中我们很少这么用,也不推荐这么使用。因为这样会让该属性变得难以控制,因为它在任何地方都有可能被改变。如果我们想共享属性,一般我们会采用其他的办法:
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
*/
public class Person {
private static int count = 0; //编号依次递增,共享数据
int id;
String name;
int age;
public Person() {
id = ++count;
}
public String toString() {
return "Id:" + id + ", Name:" + name + ", Age:" + age;
}
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person();
p1.name = "zs";
p1.age = 10;
Person p2 = new Person();
p2.name = "ls";
p2.age = 12;
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
}
}
复制代码
打印输出结果为:
id 为编号依次递增,需要进行资源共享,其他属性为各自属性,互不影响,上面的代码起到了给 Person 的对象创建一个唯一 id 以及记录总数的作用,其中 count 由 static 修饰,是 Person 类的成员属性,每次创建一个 Person 对象,就会使该属性自加 1 然后赋给对象的 id 属性,这样,count 属性记录了创建 Person 对象的总数,由于 count 使用了 private 修饰,所以从类外面无法随意改变。
2).static 修饰成员方法:
Java 中提供了 static 方法和非 static 方法。static 方法是类的方法,不需要创建对象就可以被调用,而非 static 方法是对象的方法,只有对象被创建出来后才可以被使用
static 方法中不能使用 this 和 super 关键字,不能调用非 static 方法,只能访问所属类的静态成员变量和成员方法,因为当 static 方法被调用时,这个类的对象可能还没被创建,即使已经被创建了,也无法确定调用哪个对象的方法。同理,static 方法也不能访问非 static 类型的变量。
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
静态方法只能调用静态属性和静态方法,不能调用非静态属性和非静态方法
*/
public class Person {
public static String name; //静态属性
public static void show(){
System.out.println("静态方法");
}
public static void print(){
System.out.println("调用静态属性:"+name); //调用静态属性
show(); //调用静态方法
}
}
复制代码
在使用静态方法时注意静态方法只能调用静态属性和静态方法,不能调用非静态属性和非静态方法。
静态方法的使用场合,单例模式:
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
* 单例模式:懒汉模式
*/
public class Singleton {
//定义私有静态属性
private static Singleton instance=null;
//构造方法私有化
private Singleton(){}
//提供公共的访问方式,因为构造方法私有化,所有不允许在外部创建对象,只能通过类进行调用该方法
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
}
复制代码
这是我们 java 中设计模式中的一种单例模式中的懒汉模式,该模式会将构造方法私有化,即不允许外部创建对象,那么如何将类中创建好的对象提供给外部使用呢?将外部访问方式定义为 static 静态方法,直接通过类.静态方法进行调用。
3).静态代码块
static 代码块在类中是独立于成员变量和成员函数的代码块的。注意: 这些 static 代码块只会被执行一次,在看静态代码块之前我们先来看一个例子:
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
* 定义一个Book类
*/
public class Book {
public Book(String msg) {
System.out.println(msg);
}
}
复制代码
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
*
* 定义一个Person类:Book对象作为属性
*/
public class Person {
Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");
static Book book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");
public Person(String msg) {
System.out.println(msg);
}
Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");
static Book book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("p1初始化");
}
}
复制代码
打印输出结果为:
上面的例子中,Person 类中组合了四个 Book 成员变量,两个是普通成员,两个是 static 修饰的类成员。我们可以看到,当我们 new 一个 Person 对象时,static 修饰的成员变量首先被初始化,随后是普通成员,最后调用 Person 类的构造方法完成初始化。也就是说,在创建对象时,static 修饰的成员会首先被初始化,而且我们还可以看到,如果有多个 static 修饰的成员,那么会按照他们的先后位置进行初始化。
实际上,static 修饰的成员的初始化可以更早的进行,请看下面的例子:
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
* 定义一个Book类
*/
public class Book {
public Book(String msg) {
System.out.println(msg);
}
}
复制代码
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
*
* 定义一个Person类:Book对象作为属性
*/
public class Person {
Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");
static Book book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");
public Person(String msg) {
System.out.println(msg);
}
Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");
static Book book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");
public static void funStatic() {
System.out.println("static修饰的funStatic方法");
}
public static void main(String[] args) {
Person.funStatic();
System.out.println("****************");
Person p1 = new Person("p1初始化");
}
}
复制代码
打印输出结果为:
在上面的例子中我们可以发现两个有意思的地方,第一个是当我们没有创建对象,而是通过类去调用类方法时,尽管该方法没有使用到任何的类成员,类成员还是在方法调用之前就初始化了,这说明,当我们第一次去使用一个类时,就会触发该类的成员初始化。第二个是当我们使用了类方法,完成类的成员的初始化后,再 new 该类的对象时,static 修饰的类成员没有再次初始化,这说明,static 修饰的类成员,在程序运行过程中,只需要初始化一次即可,不会进行多次的初始化。
回顾了对象的初始化以后,我们再来看 static 的第三个作用就非常简单了,那就是当我们初始化 static 修饰的成员时,可以将他们统一放在一个以 static 开始,用花括号包裹起来的块状语句中:
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
* 定义一个Book类
*/
public class Book {
public Book(String msg) {
System.out.println(msg);
}
}
复制代码
package cn.hz;
/**
* @author hz
* @version 1.0
*
* 定义一个Person类:Book对象作为属性
*/
public class Person {
Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");
static Book book2;
static {
book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");
book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");
}
public Person(String msg) {
System.out.println(msg);
}
Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");
static Book book4;
public static void funStatic() {
System.out.println("static修饰的funStatic方法");
}
public static void main(String[] args) {
Person.funStatic();
System.out.println("****************");
Person p1 = new Person("p1初始化");
}
}
复制代码
打印输出结果为:
通过结果我们发现两者结果相同,但是在代码上我们进行了相应的优化,静态块在实际使用场合还是比较多,一般用于资源的初始化,比如后期我们在 JDBC 加载数据库连接信息时我们就可以使用静态块进行初始化。
4).静态导包:
相比于上面的三种用途,第四种用途可能了解的人就比较少了,但是实际上它很简单,而且在调用类方法时会更方便。以上面的“PrintHelper”的例子为例,做一下稍微的变化,即可使用静态导包带给我们的方便:
package cn.hz;
public class PrintHelper {
public static void print(Object o){
System.out.println(o);
}
}
复制代码
import static cn.hz.PrintHelper.*;
public class App
{
public static void main( String[] args )
{
print("Hello World!");
}
}
复制代码
打印输出结果为:Hello Word!
上面的代码来自于两个 java 文件,其中的 PrintHelper 很简单,包含了一个用于打印的 static 方法。而在 App.java 文件中,我们首先将 PrintHelper 类导入,这里在导入时,我们使用了 static 关键字,而且在引入类的最后还加上了“.*”,它的作用就是将 PrintHelper 类中的所有类方法直接导入。不同于非 static 导入,采用 static 导入包后,在不与当前类的方法名冲突的情况下,无需使用“类名.方法名”的方法去调用类方法了,直接可以采用"方法名"去调用类方法,就好像是该类自己的方法一样使用即可。
总结:
用来修饰成员变量,将其变为类的成员,从而实现所有对象对于该成员的共享;
用来修饰成员方法,将其变为类方法,可以直接使用“类名.方法名”的方式调用,常用于工具类;
静态块用法,将多个类成员放在一起初始化,使得程序更加规整,其中理解对象的初始化过程非常关键;
静态导包用法,将类的方法直接导入到当前类中,从而直接使用“方法名”即可调用类方法,更加方便。
评论