Java基础之关键字static的详解

一、静态变量

被static关键字修饰的成员变量叫做静态变量,前面我们讲到成员变量与局部变量的区别,那么静态变量与成员变量又有哪些不同呢?

1、调用方式

静态变量:类变量,可以直接通过类名调用,也可以通过对象名调用,这个变量属于类
成员变量:实例变量,只能通过对象名调用,这个变量属于对象
2、存储位置
静态变量:存储在方法区中的静态区
成员变量:存储在堆内存
3、生命周期
静态变量:随着类的加载而存在,随着类的消失而消失
成员变量:随着对象的创建而存在,随着对象的消失而消失
4、与对象的相关性
静态变量:所有对象共享的数据,在内存中只有一个副本
成员变量:每个对象所特有的数据,在内存中存在多个副本,每个副本之间互不影响

看了以上几点,我们会想那什么时候使用static来修饰我们的变量呢,从第4点可以看出当所定义的变量是所有的实例所共享的数据的时候,我们就可以用static来修饰,例如,我们每个人都有国籍,通常情况下国籍都是中国,那么这个时候就可以用static来修饰了

1 package demo;
2
3 public class Person {
4     private String name;
5     private int age;
6     private static String nationality = "中国";
7
8     ....
9 }
这样当构造Person类的时候就不用每次都给nationality这个属性分配内存空间,这时在内存中就只有一个副本,每个实例对象都指向它,当其中一个改变了nationality变量的值,则其他对象的nationality值也随着改变。

二、静态方法

被static关键字修饰的成员方法叫做静态方法,看看我们最常见的main方法

1 package demo;
2
3 public class MainDemo {
4     public static void main(String[] args) {
5         System.out.println("main method");
6     }
7 }
此时代码中并没有构造一个MainDemo对象,但是运行程序却在控制台打印出了main method,这个例子可以说明静态方法优于对象而存在,与静态变量一样,在类加载时就存在了,那么,如果我们在静态方法中调用非静态变量与非静态方法会有什么现象呢,看下面这段代码

 1 package demo;
 2
 3 public class MainDemo {
 4     private String name;
 5     private static String address;
 6
 7     public static void main(String[] args) {
 8         show1(); // Cannot make a static reference to the non-static method
 9                     // show1() from the type MainDemo
10         show2();
11     }
12
13     private void show1() {
14         System.out.println(name);
15         System.out.println(address);
16     }
17
18     private static void show2() {
19         System.out.println(name); // Cannot make a static reference to the
20                                     // non-static field name
21         System.out.println(address);
22     }
23 }
代码中第8行与第19行报错,报错信息在代码右侧已经注释出来,由于静态方法在类加载的时候就已经在内存中了,此时对象还不存在,故在静态方法中无法访问非静态变量,非静态变量在创建对象的时候才会在堆空间中存在,一个不存在的东西又怎么能访问呢,同样在静态方法中无法访问非静态方法的原因与之一样。既然非静态方法为所有实例所共享,那么该方法也为类所有,那自然可以通过类名调用

 1 package demo;
 2
 3 public class MainDemo {
 4     private static String address;
 5
 6     public static void main(String[] args) {
 7         MainDemo.show();
 8     }
 9
10     private static void show() {
11         System.out.println(address);
12     }
13 }
三、静态代码块

static块可以置于类中的任何地方,类中可以有多个static块。与成员变量,成员方法一样,在类被加载的时候静态代码块就存在于内存中了,在类初次加载的时候,JVM按照static块的顺序来执行每个static块,并且只会执行一次,这样无形中也提高了点性能。

 1 package demo;
 2
 3 public class StaticDemo {
 4     private static String address = "china";
 5
 6     static {
 7         System.out.println("first static block");
 8     }
 9
10     static {
11         System.out.println("second static block");
12     }
13
14     public static void main(String[] args) {
15         StaticDemo.show();
16     }
17
18     private static void show() {
19         System.out.println(address);
20     }
21 }
输出结果:

first static block
second static block
china
从以上我们总结出以下static关键字的一些特性:

1、静态可以用来修饰成员变量,成员方法,静态代码块;

2、随着类的加载而加载,优先于对象而存在,被所有的对象所共享,可以被类名直接调用(建议),当然也通过实例调用,虽然在内存中的副本只有一个,不过生命周期长,当类被回收时,静态区域空间才会被释放;

3、静态方法中只能访问静态变量与静态成员;

4、当所有对象共享某个数据的时候,就把这个成员变量定义为静态的;

5、静态代码块只执行一次。

补充

1.     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
   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。
class Simple {
    static void go() {
       System.out.println("Welcome");
    }
}
 
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。
 
2. 静态变量
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。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操控此块存储空间,当然对于final则另当别论了
class Value {
    static int c = 0;
 
    static void inc() {
       c++;
    }
}
 
public class Count2 {
    public static void prt(String s) {
       System.out.print(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);
    }
}
结果为: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。
       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 Value3 {
    static int c = 0;
 
    Value3() {
       c = 15;
    }
 
    Value3(int i) {
       c = i;
    }
 
    static void inc() {
       c++;
    }
}
 
public class Count {
    public static void prt(String s) {
       System.out.println(s);
    }
 
    Value3 v = new Value3(10);
    static Value3 v1, v2;
    static {//此即为static块
       prt("v1.c=" + v1.c + "  v2.c=" + v2.c);
       v1 = new Value3(27);
       prt("v1.c=" + v1.c + "  v2.c=" + v2.c);
       v2 = new Value3(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);
    }
}
 
   结果为: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。
 
3.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。
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");
       }
    }
}
    结果为:InnerCls
 
4.static和final一块用表示什么
static final用来修饰成员变量和成员方法,可简单理解为“全局常量”!
对于变量,表示一旦给值就不可修改,并且通过类名可以访问。
对于方法,表示不可覆盖,并且可以通过类名直接访问。
 
5.补充:
          static表示“全局”或者“静态”的意思,用来修饰成员变量和成员方法,也可以形成静态static代码块,但是Java语言中没有全局变量的概念。

 被static修饰的成员变量和成员方法独立于该类的任何对象。也就是说,它不依赖类特定的实例,被类的所有实例共享。只要这个类被加载,Java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此,static对象可以在它的任何对象创建之前访问,无需引用任何对象。

 用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法,当声明它类的对象时,不生成static变量的副本,而是类的所有实例共享同一个static变量。

 static 变量前可以有private修饰,表示这个变量可以在类的静态代码块中,或者类的其他静态成员方法中使用(当然也可以在非静态成员方法中使用--废话),但是不能在其他类中通过类名来直接引用,这一点很重要。实际上你需要搞明白,private是访问权限限定,static表示不要实例化就可以使用,这样就容易理解多了。static前面加上其它访问权限关键字的效果也以此类推。

 static修饰的成员变量和成员方法习惯上称为静态变量和静态方法,可以直接通过类名来访问,访问语法为:
类名.静态方法名(参数列表...)
类名.静态变量名

 用static修饰的代码块表示静态代码块,当Java虚拟机(JVM)加载类时,就会执行该代码块(用处非常大,呵呵)。

static变量
按照是否静态的对类成员变量进行分类可分两种:一种是被static修饰的变量,叫静态变量或类变量;另一种是没有被static修饰的变量,叫实例变量。两者的区别是:
对于静态变量在内存中只有一个拷贝(节省内存),JVM只为静态分配一次内存,在加载类的过程中完成静态变量的内存分配,可用类名直接访问(方便),当然也可以通过对象来访问(但是这是不推荐的)。
对于实例变量,没创建一个实例,就会为实例变量分配一次内存,实例变量可以在内存中有多个拷贝,互不影响(灵活)。

static方法
静态方法可以直接通过类名调用,任何的实例也都可以调用,因此静态方法中不能用this和super关键字,不能直接访问所属类的实例变量和实例方法 (就是不带static的成员变量和成员成员方法),只能访问所属类的静态成员变量和成员方法。因为实例成员与特定的对象关联!这个需要去理解,想明白其中的道理,不是记忆!!!
因为static方法独立于任何实例,因此static方法必须被实现,而不能是抽象的abstract。

时间: 2024-10-27 07:06:10

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