java中的static如何使用?

java中的static如何使用?,第1张

有时你希望定义一个类成员,使它的使用完全独立于该类的任何对象。通常情况下,类成员必须通过它的类的对象访问,但是可以创建这样一个成员,它能够被它自己使用,而不必引用特定的实例。在成员的声明前面加上关键字static(静态的)就能创建这样的成员。如果一个成员被声明为static,它就能够在它的类的任何对象创建之前被访问,而不必引用任何对象。你可以将方法变量都声明为static。static成员的最常见的例子是main( )。因为在程序开始执行时必须调用main(),所以它被声明为static。声明为static的变量实质上就是全局变量。当声明一个对象时,并不产生static变量的拷贝,而是该类所有的实例变量共用同一个static变量。

声明为static的方法有以下几条限制:

· 它们仅能调用其他的static方法。

· 它们只能访问static数据。

· 它们不能以任何方式引用this或super(关键字super与继承有关,在下一章中描述)。

如果你需要通过计算来初始化你的static变量,你可以声明一个static块,Static块仅在该类被加载时执行一次。

下面的例子显示的类有一个static方法,一些static变量,以及一个static 初始化块:

class UseStatic {

static int a = 3

static int b

static void meth(int x) {

System.out.println("x = " + x)

System.out.println("a = " + a)

System.out.println("b = " + b)

}

static {

System.out.println("Static block initialized.")

b = a * 4

}

public static void main(String args[]) {

meth(42)

}

}

一旦UseStatic类被装载,所有的static语句被运行。首先,a被设置为3,接着static块执行(打印一条消息),最后,b被初始化为a*4或12。然后调用main(),main()调用meth(),把值42传递给x。3个println ( )语句引用两个static变量a和b,以及局部变量x 。

注意:在一个static方法中引用任何实例变量都是非法的。

下面是该程序的输出:

Static block initialized.

x = 42

a = 3

b = 12

在定义它们的类的外面,static方法和变量能独立于任何对象而被使用。这样,你只要在类的名字后面加点号运算符即可。例如,如果你希望从类外面调用一个static方法,你可以使用下面通用的格式:

classname.method( )

这里,classname 是类的名字,在该类中定义static方法。可以看到,这种格式与通过对象引用变量调用非static方法的格式类似。一static变量可以以同样的格式来访问——类名加点号运算符。这就是Java如何实现全局功能和全局变量的一个控制版本。

下面是一个例子。在main()中,static方法callme()和static变量b在它们的类之外被访问。

class StaticDemo {

static int a = 42

static int b = 99

static void callme() {

System.out.println("a = " + a)

}

}

class StaticByName {

public static void main(String args[]) {

StaticDemo.callme()

System.out.println("b = " + StaticDemo.b)

}

}

下面是该程序的输出:

a = 42

b = 99

static成员是不能被其所在class创建的实例访问的。

如果不加static修饰的成员是对象成员,也就是归每个对象所有的。

加static修饰的成员是类成员,就是可以由一个类直接调用,为所有对象共有的

static应用主要有三个方面:

如果定义的static变量为全局变量

(1)这个static变量加载运行时会被存放在static数据区,并且会被初始化;

(2)在一个大工程中假如有很多.c文件,假如这个变量被定义为static那么它的可见区域仅仅在当前文件,对于其他.c文件不可见

如果用static修饰函数

这个函数只在当前的.c文件中可见,在其他.c文件中不可见

如果static变量为函数体里面的局部变量

这个函数不管被调用多少次,这个static变量始终都只有一个实体而且只会被初始化一次,不像automatic变量那样每次调用该函数都会重新生成和初始化

例如:

    int static_test(void)

    {

        static s=0

        return s++

    }

第一次调用返回结果:0

第二次调用返回结果:1

第三次调用返回结构:2

......

一、static

请先看下面这段程序:

public class Hello{

public static void main(String[] args){ //(1)

System.out.println("Hello,world!") //(2)

}

}

看过这段程序,对于大多数学过Java 的从来说,都不陌生。即使没有学过Java,而学过其它的高级语言,例如C,那你也应该能看懂这段代码的意思。它只是简单的输出“Hello,world”,一点别的用处都没有,然而,它却展示了static关键字的主要用法。

在1处,我们定义了一个静态的方法名为main,这就意味着告诉Java编译器,我这个方法不需要创建一个此类的对象即可使用。你还得你是怎么运行这个程序吗?一般,我们都是在命令行下,打入如下的命令(加下划线为手动输入):

javac Hello.java

java Hello

Hello,world!

这就是你运行的过程,第一行用来编译Hello.java这个文件,执行完后,如果你查看当前,会发现多了一个Hello.class文件,那就是第一行产生的Java二进制字节码。第二行就是执行一个Java程序的最普遍做法。执行结果如你所料。在2中,你可能会想,为什么要这样才能输出。好,我们来分解一下这条语句。(如果没有安装Java文档,请到Sun的官方网站浏览J2SE API)首先,System是位于java.lang包中的一个核心类,如果你查看它的定义,你会发现有这样一行:public static final PrintStream out接着在进一步,点击PrintStream这个超链接,在METHOD页面,你会看到大量定义的方法,查找println,会有这样一行:

public void println(String x)。

好了,现在你应该明白为什么我们要那样调用了,out是System的一个静态变量,所以可以直接使用,而out所属的类有一个println方法。

静态方法

通常,在一个类中定义一个方法为static,那就是说,无需本类的对象即可调用此方法。如下所示:

class Simple{

static void go(){

System.out.println("Go...")

}

}

public class Cal{

public static void main(String[] args){

Simple.go()

}

}

调用一个静态方法就是“类名.方法名”,静态方法的使用很简单如上所示。一般来说,静态方法常常为应用程序中的其它类提供一些实用工具所用,在Java的类库中大量的静态方法正是出于此目的而定义的。

静态变量

静态变量与静态方法类似。所有此类实例共享此静态变量,也就是说在类装载时,只分配一块存储空间,所有此类的对象都可以 *** 控此块存储空间,当然对于final则另当别论了。看下面这段代码:

class Value{

static int c=0

static void inc(){

c++

}

}

class Count{

public static void prt(String s){

System.out.println(s)

}

public static void main(String[] args){

Value v1,v2

v1=new Value()

v2=new Value()

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

v1.inc()

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

}

}

结果如下:

v1.c=0 v2.c=0

v1.c=1 v2.c=1

由此可以证明它们共享一块存储区。static变量有点类似于C中的全局变量的概念。值得探讨的是静态变量的初始化问题。我们修改上面的程序:

class Value{

static int c=0

Value(){

c=15

}

Value(int i){

c=i

}

static void inc(){

c++

}

}

class Count{

public static void prt(String s){

System.out.println(s)

}

Value v=new Value(10)

static Value v1,v2

static{

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

v1=new Value(27)

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

v2=new Value(15)

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

}

public static void main(String[] args){

Count ct=new Count()

prt("ct.c="+ct.v.c)

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

v1.inc()

prt("v1.c="+v1.c+" v2.c="+v2.c)

prt("ct.c="+ct.v.c)

}

}

运行结果如下:

v1.c=0 v2.c=0

v1.c=27 v2.c=27

v1.c=15 v2.c=15

ct.c=10

v1.c=10 v2.c=10

v1.c=11 v2.c=11

ct.c=11

这个程序展示了静态初始化的各种特性。如果你初次接触Java,结果可能令你吃惊。可能会对static后加大括号感到困惑。首先要告诉你的是,static定义的变量会优先于任何其它非static变量,不论其出现的顺序如何。正如在程序中所表现的,虽然v出现在v1和v2的前面,但是结果却是v1和v2的初始化在v的前面。在static{后面跟着一段代码,这是用来进行显式的静态变量初始化,这段代码只会初始化一次,且在类被第一次装载时。如果你能读懂并理解这段代码,会帮助你对static关键字的认识。在涉及到继承的时候,会先初始化父类的static变量,然后是子类的,依次类推。非静态变量不是本文的主题,在此不做详细讨论,请参考Think in Java中的讲解。

静态类

通常一个普通类不允许声明为静态的,只有一个内部类才可以。这时这个声明为静态的内部类可以直接作为一个普通类来使用,而不需实例一个外部类。如下代码所示:

public class StaticCls{

public static void main(String[] args){

OuterCls.InnerCls oi=new OuterCls.InnerCls()

}

}

class OuterCls{

public static class InnerCls{

InnerCls(){

System.out.println("InnerCls")

}

}

}

输出结果会如你所料:

InnerCls

和普通类一样。内部类的其它用法请参阅Think in Java中的相关章节,此处不作详解。 二.finalfinal成员

当你在类中定义变量时,在其前面加上final关键字,那便是说,这个变量一旦被初始化便不可改变,这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变,而对于对象变量来说其引用不可再变。其初始化可以在两个地方,一是其定义处,也就是说在final变量定义时直接给其赋值,二是在构造函数中。这两个地方只能选其一,要么在定义时给值,要么在构造函数中给值,不能同时既在定义时给了值,又在构造函数中给另外的值。下面这段代码演示了这一点:

import java.util.List

import java.util.ArrayList

import java.util.LinkedList

public class Bat{

final PI=3.14 //在定义时便给址值

final int i //因为要在构造函数中进行初始化,所以此处便不可再给值

final List list //此变量也与上面的一样

Bat(){

i=100

list=new LinkedList()

}

Bat(int ii,List l){

i=ii

list=l

}

public static void main(String[] args){

Bat b=new Bat()

b.list.add(new Bat())

//b.i=25

//b.list=new ArrayList()

System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass())

b=new Bat(23,new ArrayList())

b.list.add(new Bat())

System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass())

}

}

此程序很简单的演示了final的常规用法。在这里使用在构造函数中进行初始化的方法,这使你有了一点灵活性。如Bat的两个重载构造函数所示,第一个缺省构造函数会为你提供默认的值,重载的那个构造函数会根据你所提供的值或类型为final变量初始化。然而有时你并不需要这种灵活性,你只需要在定义时便给定其值并永不变化,这时就不要再用这种方法。在main方法中有两行语句注释掉了,如果你去掉注释,程序便无法通过编译,这便是说,不论是i的值或是list的类型,一旦初始化,确实无法再更改。然而b可以通过重新初始化来指定i的值或list的类型,输出结果中显示了这一点:

I=100 List Type:class java.util.LinkedList

I=23 List Type:class java.util.ArrayList

还有一种用法是定义方法中的参数为final,对于基本类型的变量,这样做并没有什么实际意义,因为基本类型的变量在调用方法时是传值的,也就是说你可以在方法中更改这个参数变量而不会影响到调用语句,然而对于对象变量,却显得很实用,因为对象变量在传递时是传递其引用,这样你在方法中对对象变量的修改也会影响到调用语句中的对象变量,当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时,明确使用final进行声明,会防止你无意的修改而影响到调用方法。

另外方法中的内部类在用到方法中的参变量时,此参变也必须声明为final才可使用,如下代码所示:

public class INClass{

void innerClass(final String str){

class IClass{

IClass(){

System.out.println(str)

}

}

IClass ic=new IClass()

}

public static void main(String[] args){

INClass inc=new INClass()

inc.innerClass("Hello")

}

}

final方法

将方法声明为final,那就说明你已经知道这个方法提供的功能已经满足你要求,不需要进行扩展,并且也不允许任何从此类继承的类来覆写这个方法,但是继承仍然可以继承这个方法,也就是说可以直接使用。另外有一种被称为inline的机制,它会使你在调用final方法时,直接将方法主体插入到调用处,而不是进行例行的方法调用,例如保存断点,压栈等,这样可能会使你的程序效率有所提高,然而当你的方法主体非常庞大时,或你在多处调用此方法,那么你的调用主体代码便会迅速膨胀,可能反而会影响效率,所以你要慎用final进行方法定义。

final类

当你将final用于类身上时,你就需要仔细考虑,因为一个final类是无法被任何人继承的,那也就意味着此类在一个继承树中是一个叶子类,并且此类的设计已被认为很完美而不需要进行修改或扩展。对于final类中的成员,你可以定义其为final,也可以不是final。而对于方法,由于所属类为final的关系,自然也就成了final型的。你也可以明确的给final类中的方法加上一个final,但这显然没有意义。

下面的程序演示了final方法和final类的用法:

final class final{

final String str="final Data"

public String str1="non final data"

final public void print(){

System.out.println("final method.")

}

public void what(){

System.out.println(str+"\n"+str1)

}

}

public class FinalDemo { //extends final 无法继承

public static void main(String[] args){

final f=new final()

f.what()

f.print()

}

}

从程序中可以看出,final类与普通类的使用几乎没有差别,只是它失去了被继承的特性。final方法与非final方法的区别也很难从程序行看出,只是记住慎用。final在设计模式中的应用

在设计模式中有一种模式叫做不变模式,在Java中通过final关键字可以很容易的实现这个模式,在讲解final成员时用到的程序Bat.java就是一个不变模式的例子。如果你对此感兴趣,可以参考阎宏博士编写的《Java与模式》一书中的讲解。


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