static 關鍵字

時間  2020-01-08
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由上篇的存儲機制引起對static關鍵字的思考.java

首先,咱們先來整理一下堆,棧,靜態存儲區.函數

棧:存放有基礎數據類型的值和對象以及基礎數據的引用spa

堆:所有是對象，每一個對象都包含一個與之對應的class的信息code

靜態存儲:全部的class和static變量對象

借鑑下網上找的資料,加上本身的註釋內存

static關鍵字

1.修飾成員變量

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 = "zhangsan";
        p1.age = 10;
        Person p2 = new Person();
        p2.name = "lisi";
        p2.age = 12;
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);
    }
    /**Output
     * Name:zhangsan, Age:10
     * Name:lisi, Age:12
     *///~
}

上面的代碼咱們很熟悉，根據Person構造出的每個對象都是獨立存在的，保存有本身獨立的成員變量，相互不會影響，他們在內存中的示意以下:資源

 

從上圖中能夠看出，p1和p2兩個變量引用的對象分別存儲在內存中堆區域的不一樣地址中，因此他們之間相互不會干擾。但其實，在這當中，咱們省略了一些重要信息，相信你們也都會想到，對象的成員屬性都在這了，由每一個對象本身保存，那麼他們的方法呢？實際上，不論一個類建立了幾個對象，他們的方法都是同樣的：get

從上面的圖中咱們能夠看到，兩個Person對象的方法實際上只是指向了同一個方法定義。編譯

咱們知道，static關鍵字能夠修飾成員變量和方法，來讓它們變成類的所屬，而不是對象的所屬，好比咱們將Person的age屬性用static進行修飾，結果會是什麼樣呢？請看下面的例子：class

public class Person {
    String name;
    static int age;
    
    /* 其他代碼不變... */

    /**Output
     * Name:zhangsan, Age:12
     * Name:lisi, Age:12
     *///~
}

類屬性被static修飾以後,是存放在靜態存儲裏面,很類的方法同樣,多個類對象指向同一個屬性定義,而Person對象就再也不擁有age屬性了，age屬性會統一交給Person類去管理，一個對象若是對age屬性作了改變，其餘的對象都會受到影響。咱們看到此時的age和toString()方法同樣，都是交由類去管理。

public class Person {
    private static int count = 0;
    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 = "zhangsan";
        p1.age = 10;
        Person p2 = new Person();
        p2.name = "lisi";
        p2.age = 12;
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);
    }
    /**Output
     * Id:1, Name:zhangsan, Age:10
     * Id:2, Name:lisi, Age:12
     *///~
}

上面的代碼起到了給Person的對象建立一個惟一id以及記錄總數的做用，其中count由static修飾，是Person類的成員屬性，每次建立一個Person對象，就會使該屬性自加1而後賦給對象的id屬性，這樣，count屬性記錄了建立Person對象的總數，因爲count使用了private修飾，因此從類外面沒法隨意改變。

2.修飾成員方法

static的另外一個做用，就是修飾成員方法。相比於修飾成員屬性，修飾成員方法對於數據的存儲上面並無多大的變化，由於咱們從上面能夠看出，方法原本就是存放在類的定義當中的。static修飾成員方法最大的做用，就是可使用"類名.方法名"的方式操做方法，避免了先要new出對象的繁瑣和資源消耗，咱們可能會常常在幫助類中看到它的使用：

public class PrintHelper {

    public static void print(Object o){
        System.out.println(o);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        PrintHelper.print("Hello world");
    }
}

複製代碼

上面即是一個例子（如今還不太實用），可是咱們能夠看到它的做用，使得static修飾的方法成爲類的方法，使用時經過「類名.方法名」的方式就能夠方便的使用了，至關於定義了一個全局的函數（只要導入該類所在的包便可）。不過它也有使用的侷限，一個static修飾的類中，不能使用非static修飾的成員變量和方法，這很好理解，由於static修飾的方法是屬於類的，若是去直接使用對象的成員變量，它會不知所措（不知該使用哪個對象的屬性）。

3.靜態塊

在說明static關鍵字的第三個用法時，咱們有必要從新梳理一下一個對象的初始化過程。如下面的代碼爲例：

package com.dotgua.study;

class Book{
    public Book(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}

public class Person {

    Book book1 = new Book("book1成員變量初始化");
    static Book book2 = new Book("static成員book2成員變量初始化");
    
    public Person(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
    
    Book book3 = new Book("book3成員變量初始化");
    static Book book4 = new Book("static成員book4成員變量初始化");
    
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("p1初始化");
    }
    /**Output
     * static成員book2成員變量初始化
     * static成員book4成員變量初始化
     * book1成員變量初始化
     * book3成員變量初始化
     * p1初始化
     *///~
}

 上面的例子中，Person類中組合了四個Book成員變量，兩個是普通成員，兩個是static修飾的類成員。咱們能夠看到，當咱們new一個Person對象時，static修飾的成員變量首先被初始化，隨後是普通成員，最後調用Person類的構造方法完成初始化。也就是說，在建立對象時，static修飾的成員會首先被初始化，並且咱們還能夠看到，若是有多個static修飾的成員，那麼會按照他們的前後位置進行初始化。

實際上，static修飾的成員的初始化能夠更早的進行，請看下面的例子：

class Book{
    public Book(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}

public class Person {

    Book book1 = new Book("book1成員變量初始化");
    static Book book2 = new Book("static成員book2成員變量初始化");
    
    public Person(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
    
    Book book3 = new Book("book3成員變量初始化");
    static Book book4 = new Book("static成員book4成員變量初始化");
    
    public static void funStatic() {
        System.out.println("static修飾的funStatic方法");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Person.funStatic();
        System.out.println("****************");
        Person p1 = new Person("p1初始化");
    }
    /**Output
     * static成員book2成員變量初始化
     * static成員book4成員變量初始化
     * static修飾的funStatic方法
     * ***************
     * book1成員變量初始化
     * book3成員變量初始化
     * p1初始化
     *///~
}

在上面的例子中咱們能夠發現兩個有意思的地方，第一個是當咱們沒有建立對象，而是經過類去調用類方法時，儘管該方法沒有使用到任何的類成員，類成員仍是在方法調用以前就初始化了，這說明，當咱們第一次去使用一個類時，就會觸發該類的成員初始化。第二個是當咱們使用了類方法，完成類的成員的初始化後，再new該類的對象時，static修飾的類成員沒有再次初始化，這說明，static修飾的類成員，在程序運行過程當中，只須要初始化一次便可，不會進行屢次的初始化。

回顧了對象的初始化之後，咱們再來看static的第三個做用就很是簡單了，那就是當咱們初始化static修飾的成員時，能夠將他們統一放在一個以static開始，用花括號包裹起來的塊狀語句中：

class Book{
    public Book(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}

public class Person {

    Book book1 = new Book("book1成員變量初始化");
    static Book book2;
    
    static {
        book2 = new Book("static成員book2成員變量初始化");
        book4 = new Book("static成員book4成員變量初始化");
    }
    
    public Person(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
    
    Book book3 = new Book("book3成員變量初始化");
    static Book book4;
    
    public static void funStatic() {
        System.out.println("static修飾的funStatic方法");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Person.funStatic();
        System.out.println("****************");
        Person p1 = new Person("p1初始化");
    }
    /**Output
     * static成員book2成員變量初始化
     * static成員book4成員變量初始化
     * static修飾的funStatic方法
     * ***************
     * book1成員變量初始化
     * book3成員變量初始化
     * p1初始化
     *///~
}

複製代碼

咱們將上一個例子稍微作了一下修改，能夠看到，結果沒有二致。

4.靜態導包

 相比於上面的三種用途，第四種用途可能瞭解的人就比較少了，可是實際上它很簡單，並且在調用類方法時會更方便。以上面的「PrintHelper」的例子爲例，作一下稍微的變化，便可使用靜態導包帶給咱們的方便：

/* PrintHelper.java文件 */
package com.dotgua.study;

public class PrintHelper {

    public static void print(Object o){
        System.out.println(o);
    }
}
/* App.java文件 */

import static com.dotgua.study.PrintHelper.*;

public class App 
{
    public static void main( String[] args )
    {
        print("Hello World!");
    }
    /**Output
     * Hello World!
     *///~
}

上面的代碼來自於兩個java文件，其中的PrintHelper很簡單，包含了一個用於打印的static方法。而在App.java文件中，咱們首先將PrintHelper類導入，這裏在導入時，咱們使用了static關鍵字，並且在引入類的最後還加上了「.*」，它的做用就是將PrintHelper類中的全部類方法直接導入。不一樣於非static導入，採用static導入包後，在不與當前類的方法名衝突的狀況下，無需使用「類名.方法名」的方法去調用類方法了，直接能夠採用"方法名"去調用類方法，就好像是該類本身的方法同樣使用便可。

5.靜態內部類

    若是一個類要被聲明爲static的，只有一種狀況，就是靜態內部類。

    靜態內部類實際上與普通類（即類名必須與文件名同樣的頂級類）同樣，只是靜態內部類在某一類的內部定義了而已，既然是類，要想使用就必須實例化。概念上與靜態變量、靜態方法是不同的，不要被「靜態」兩個字迷惑了（不要覺得凡是靜態的東西就不須要實例化就能夠直接使用，靜態內部類是有區別），並且只有靜態內部類，而沒有靜態類（頂級類）的概念。

例子：

public class Singleton{

private Singleton（）{}

private static class SingletonHolder{

private final static Singleton instance;

}

public Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}

 

6. 靜態內部類和非靜態內部類的用法：

/* 下面程序演示如何在java中建立靜態內部類和非靜態內部類 */
class OuterClass{
   private static String msg = "GeeksForGeeks";

   // 靜態內部類
   public static class NestedStaticClass{

       // 靜態內部類只能訪問外部類的靜態成員
       public void printMessage() {

         // 試着將msg改爲非靜態的，這將致使編譯錯誤 
         System.out.println("Message from nested static class: " + msg); 
       }
    }

    // 非靜態內部類
    public class InnerClass{

       // 不論是靜態方法仍是非靜態方法均可以在非靜態內部類中訪問
       public void display(){
          System.out.println("Message from non-static nested class: "+ msg);
       }
    }
} 

class Main
{
    // 怎麼建立靜態內部類和非靜態內部類的實例
    public static void main(String args[]){

       // 建立靜態內部類的實例
       OuterClass.NestedStaticClass printer = new OuterClass.NestedStaticClass();

       // 建立靜態內部類的非靜態方法
       printer.printMessage();   

       // 爲了建立非靜態內部類，咱們須要外部類的實例
       OuterClass outer = new OuterClass();        
       OuterClass.InnerClass inner  = outer.new InnerClass();

       // 調用非靜態內部類的非靜態方法
       inner.display();

       // 咱們也能夠結合以上步驟，一步建立的內部類實例
       OuterClass.InnerClass innerObject = new OuterClass().new InnerClass();

       // 一樣咱們如今能夠調用內部類方法
       innerObject.display();
    }
}
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