Java 之 static 关键字【实例变量与类变量、实例方法与类方法】
Hello 大家好,开始更新有关 Java 的文章,第一篇就是关于 static 关键字的,个人认为这个 this 关键字是 Java 中蛮重要的,一定要清楚地掌握才可以:mortar_board:
@TOC
一、static 关键字是什么?
static 是静态的意思,是一个修饰符,就像是一个形容词,是用来形容类,变量,方法的。在声明 static 关键字时,可以在前面加上 static 修饰,用 static 修饰的成员变量称做类变量(static 变量、静态变量)
二、加了 static 关键字有什么用?
被 static 关键字修饰的方法或者变量不需要依赖于对象来进行访问,只要类被加载了,就可以通过类名去进行访问
static 还有一个很关键的作用就是可以通过 static 来构建一个静态代码块,在这个静态代码块中,你可以将一些变量初始化,在程序加载的时候 static 代码块是优先加载的,因此可以说成是用来==形成静态代码块以优化程序性能==,【这一块我会在下一篇文章中具体讲到】
三、static 静态变量和实例变量
说了一些 static 关键字的基本理念和它的作用,空谈不行,要将其应用到实例化代码中,接下来讲讲静态变量和实例变量的声明
1、两种变量的声明
比方说我们下面定义一个 System 类:christmas_tree:
可以看出,这里的姓名和编号都是属于普通的实例成员变量,但是对于在线人数 onlineNumber,前面却加了 static 关键字,表明其是一个静态变量
==注意:只要成员变量可以用 static 关键字修饰,普通的局部变量不可以,是非法的==
2、两种变量的区别
对于实例变量,改变其中一个对象的实例变量不会影响其他对象的实例变量,因为它们在堆内存中是一块块独立的区域,各自有各自的内存,是互不相干的;但是你通过任何对象去修改一个 static 修饰的成员变量,都可以将其修改,改变其中一个对象的类变量会影响其他对象的这个类变量,通俗一点来讲就是==对象共享类变量==
在 Java 中,当程序执行的时候,类的【字节码文件】会被加载到内存中,如果类没有创建对象,则类的成员变量不会被分配内存,但对于类变量,也就是静态变量,它有在==堆中有一个专属的静态变量区==,,当 JVM 虚拟机将字节码加载到内存时,就会为这个 onlineNumber 在线人数在堆区中分配出一段空间用于放置:bulb:
当你去通过类定义对象的时候,这个时候才会在堆内存中为不同的对象分配不同的内存空间,上面我们说过,==所有对象的类变量都是相同的一块内存空间==,光这么说太抽象了,我们来看个
【堆栈内存原理分布图】
然后在配合一个示例,大家可以先对照着我前面讲的把这个逻辑理一遍:mag:
具体案例
这个是运行结果
好,我们继续回来,通过这个案例我们可以很清楚的看到,类的实例变量和静态变量在调用和分步时是如何实现的。每个对象都指向堆区中的一块内存地址,每一块内存地址都是独立的,互不干扰,但是后面可以看出,两块不同的堆区内存均指向同一块静态变量区的地址,这就很好地印证了我上面说的那一点,==所有对象的类变量都是相同的一块内存空间==
从运行结果可以看出,通过下面两条语句,看运行结果,都可以实现在线人数的递增,这就印证了==对象共享类变量==这句话:book:
有一点要注意的是这句代码是不可行的,上面讲到过,当还没有通过类去构建对象的时候,是不会在堆内存中为其分配空间的,也就是说,这个时候堆内存中完全没有 name 这个变量,那你去直接用类名访问的话,是在访问哪个对象的姓名呢?
好,我们讲本小块的最后一个知识点,就是如何去访问这个静态成员变量,一共是有下述==三种方法==,这三种方法就对应最后的这三句代码①类名.静态成员变量(推荐)②对象名.静态成员变量(不推荐)③同一个类中,访问静态成员可以省略类名不写
四、static 静态方法和实例方法
1、两种方法的声明
通过以上代码,相信大家对静态方法和实例方法有了一个基本的认识,在声明方法时候如果你想要实现一个通用功能,那就用静态方法;但如果你想要直接访问对象的实例成员,则用实例方法
==注意: static 关键字需要放在方法的类型之前,而不可以乱放置;而且不可以用 static 修饰构造方法==
2、两种方法的区别
接下来说一说两种方法之间的差异性:open_file_folder:
上面在说到类加载时的字节码文件会被加载到内存中,而方法中存在一个入口地址,类的实例方法不会被分配入口地址,只有当该类创建了对象后,类中的实例方法才会被分配入口地址。而且当你创建了一个对象之后再继续创建对象时,不会再为实例方法分配入口地址,通俗地说就是,==方法的入口地址所有对象共享==
那如何将变量和方法联系起来呢,接下来我们就来说说
在实例方法中你不仅可以操作实例变量,而且可以操作类变量,也就是 static 变量
对于实例方法,它还可以调用类中其他的实例方法和类方法(不包括构造方法)
从上述代码我们可以看出静态成员方法和实例成员方法的调用格式,对于静态成员方法,它的格式有两种,我们也是推荐第一种,因为系统也是支持第一种调用方法,
①类名.静态成员方法 ②对象名.静态成员方法(语法可行,但是不推荐) 对于这个,大家可以记住一句话
==对于静态的东西,直接用类名调用即可,不会出错==
而对于这个实例成员方法,则只能用对象名去调用,因为其是属于对象的一部分,和实例成员变量一样,不可以用类名去调用,更不能直接调用,因为具体的对象其所对应的具体方法,内部的成员变量 也是相互对应的
【内存原理剖析】
下面是一句代码的内存结构图,可以很形象地展示出用类名调用类方法的过程:triangular_ruler:
从下面这张图可以看出,对于同一类中直接访问静态方法,它会找到方法区中的 getMax()方法,然后访问输出,但是对于实例方法,只可以用定义好的,实际存在的对象去访问,已经加载完之后会归属到对象中,因此会通过对象的引用去访问方法区中对应的 study()实例方法,打印出来的就是孙悟空在做什么,就体现了==实例化==这个特性
五、static 关键字注意事项
1、静态方法只能访问静态的成员,不可以'直接'访问实例成员 2、实例方法可以访问静态的成员,也可以访问实例成员 3、静态方法中是不可以出现 this 关键字的
我们到具体的代码中来看
从中可以看出,对于静态方法,可以去访问静态变量,但是不可以访问实例成员变量,如果一定要访问的话,可以去构建一个当前类的对象,因为实例成员变量只能通过对象去访问
上述代码可以看出,对于实例方法,不仅可以访问实例成员变量,还可以访问静态成员变量,因为静态成员变量是共享的。不仅如此,静态方法也可以访问,也就是 hold()这个方法,很好地体现了==静态变量和静态方法共享的特性==
最后一点,就是对于静态方法中不可以出现 this 关键字,因为 this 代表的是当前对象,静态方法中是可以不用声明实例对象的,但是 this 可以出现在实例方法中,就如上一个注意事项中的最后一句代码,this 代表正好是这个对象所对应的地址,就可以访问其所对应的成员变量
六、总结与回顾
好的,我们本文的内容就讲到这里,关于 static 在 Java 中的基础知识,通过这篇文章,相信大家已经有所收获,如果还觉有些模糊,可以自己去编译器中运行一下(我用的 IDEA),感受一下这个关键字的魅力
有关 static 关键字的应用知识会在下篇文章讲到,如果想知道记得关注我哦,本文如果有任何疑问,可以于评论区或私信留言,感谢您的观看:rose:
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