Java重新出發(fā)--Java學(xué)習(xí)筆記(七)--static關(guān)鍵字

如果問(wèn)你了解static嗎?我覺(jué)得每一個(gè)接觸過(guò)java的人都會(huì)說(shuō)當(dāng)然。可是你真的會(huì)用并且知道為什么
用嗎?反正我在學(xué)習(xí)之前是真的不知道為甚么要用static,只知道被static修飾的方法只能調(diào)用同樣被
static修飾的方法,可是你要問(wèn)我為甚么?我真的就不知道惹
static是靜態(tài)的意思,這是句廢話。但是只說(shuō)它是靜態(tài),我想也很難顧名思義吧。
實(shí)際上static不僅有靜態(tài)方法,它一共有五種用法。(令人孩怕也太多種了吧)

靜態(tài)導(dǎo)入/靜態(tài)變量/靜態(tài)方法/靜態(tài)代碼塊/靜態(tài)內(nèi)部類

靜態(tài)導(dǎo)入

我真的是第一次聽(tīng)說(shuō)這個(gè),但是第一次聽(tīng)說(shuō)卻不代表是第一次接觸哦
那么什么是靜態(tài)導(dǎo)入呢?
老規(guī)矩,上代碼

public class StaticDemo {
    public static void main(String[] args){
        double a = Math.cos(Math.PI/2);
        double b = Math.pow(2.4, 1.2);
        double r = Math.max(a, b);
        System.out.println(r);
    }
}

第一感覺(jué)是不是沒(méi)啥想說(shuō)的,那你的水平可能和我差不多了。事實(shí)上,一個(gè)不愛(ài)偷懶的程序員不是一個(gè)好程序員。仔細(xì)想想,這段代碼里也寫(xiě)了太多次MATH了吧。那怎么辦呢?

public class StaticDemo {
    public static void main(String[] args){
        double a = cos(Math.PI/2);
        double b = pow(2.4, 1.2);
        double r = max(a, b);
        System.out.println(r);
    }
}

這就是靜態(tài)導(dǎo)入啦,我們平時(shí)使用一個(gè)靜態(tài)方法的時(shí)候,就是類名.方法名, 使用靜態(tài)變量的時(shí)候就是
類名.變量名。如果一段代碼中頻繁的使用到了某個(gè)靜態(tài)方法或變量,我們簡(jiǎn)便的方法是將靜態(tài)類一次性倒入。這樣再次使用該方法或變量時(shí),就不再需要寫(xiě)對(duì)象名了。但是這樣也是有弊端的。

import static java.lang.Double.*;
import static java.lang.Integer.*;
import static java.lang.Math.*;
import static java.text.NumberFormat.*;

public class ErrorStaticImport {
    // 輸入半徑和精度要求,計(jì)算面積
    public static void main(String[] args) {
        double s = PI * parseDouble(args[0]);
        NumberFormat nf = getInstance();
        nf.setMaximumFractionDigits(parseInt(args[1]));
        formatMessage(nf.format(s));
    }
    // 格式化消息輸出
    public static void formatMessage(String s){
        System.out.println(" 圓面積是:"+s);
    }
}

你在看這一段程序的時(shí)候是否也和我一樣摸不著頭腦,PI我知道,parseDouble猜一猜也能猜到可能是Double類的一個(gè)轉(zhuǎn)換方法。但是問(wèn)題來(lái)了,這個(gè)getInstance是從哪來(lái)的?。渴荅rrorStaticImport的本地方法嗎?看了下也米有這么個(gè)方法鴨。其實(shí)它是NumberFormate類的方法,你接手一個(gè)這樣的代碼你不煩嗎?
所以要說(shuō)的是,不要濫用靜態(tài)導(dǎo)入?。。。。?!
我們正確的做法是將上面所有帶通配符的引用通通寫(xiě)清楚,就像下面:

import java.text.NumberFormat;
import static java.lang.Double.parseDouble;
import static java.lang.Integer.parseInt;
import static java.lang.Math.PI;
import static java.text.NumberFormat.getInstance;

這樣友好多了吧。還有就是平時(shí)在寫(xiě)代碼的時(shí)候盡可能將方法名起的能代表這個(gè)方法的作用,不然你寫(xiě)method1()啦,demo2()啦,時(shí)間久了你自己也不知道這個(gè)方法是干啥的了吧。也不能凡事都寫(xiě)注釋吧,又不是寫(xiě)小說(shuō)。

小Tip:
IDEA會(huì)自動(dòng)修改你引入的通配符哦。IDEA很強(qiáng)大但是小貴

靜態(tài)變量

java中有兩種變量,靜態(tài)變量和成員變量。

靜態(tài)變量歸屬類,在內(nèi)存中只有一個(gè)實(shí)例。當(dāng)靜態(tài)變量所在的類被加載的時(shí)候,就會(huì)為其分配內(nèi)存空間。
靜態(tài)變量有兩種被使用的方式:類名.變量名 和 對(duì)象.變量名

我們一開(kāi)始就講說(shuō)java的內(nèi)存分為四個(gè)模塊,堆 棧 靜態(tài)區(qū) 常量區(qū),理所當(dāng)然靜態(tài)變量的類被加載時(shí),虛擬機(jī)就會(huì)在靜態(tài)區(qū)為其開(kāi)辟一塊空間。所有使用該靜態(tài)變量的對(duì)象都訪問(wèn)這一個(gè)空間。

通過(guò)一個(gè)代碼例子來(lái)學(xué)習(xí)一下靜態(tài)變量和實(shí)例變量吧:

public class StaticDemo {
    public static int staticInt = 10;
    public static int staticIntNo;
    public int nonStatic = 5;
    
    public static void main(String[] args){
        StaticDemo s = new StaticDemo();
        
        System.out.println("s.staticInt = " + s.staticInt);
        System.out.println("StaticDemo.staticInt = " + StaticDemo.staticInt);
        
        System.out.println("s.staticIntNo = " + s.staticIntNo);
        System.out.println("StaticDemo.staticIntNo = " + StaticDemo.staticIntNo);
        
        System.out.println("s.nonStatic = " + s.nonStatic);
        
        s.staticInt++;
        s.staticIntNo++;
        s.nonStatic++;
        
        System.out.println("s.nonStatic = " + s.nonStatic);
        
        StaticDemo s2 = new StaticDemo();
        
        System.out.println("s2.staticInt = " + s2.staticInt);
        System.out.println("StaticDemo.staticInt = " + StaticDemo.staticInt);
        
        System.out.println("s2.staticIntNo = " + s2.staticIntNo);
        System.out.println("StaticDemo.staticIntNo = " + StaticDemo.staticIntNo);
        
        System.out.println("s2.nonStatic =" + s2.nonStatic);
    }
}
結(jié)果是:
s.staticInt = 10
StaticDemo.staticInt = 10
s.staticIntNo = 0
StaticDemo.staticIntNo = 0
s.nonStatic = 5
s.nonStatic = 6
s2.staticInt = 11
StaticDemo.staticInt = 11
s2.staticIntNo = 1
StaticDemo.staticIntNo = 1
s2.nonStatic =5

從上例中我們發(fā)現(xiàn),靜態(tài)變量只有一個(gè),被類所擁有,也就是說(shuō)所有實(shí)現(xiàn)這個(gè)類的對(duì)象都共享這個(gè)靜態(tài)變量。而實(shí)例變量是與具體對(duì)象相關(guān)的。

java中,不能在方法中體中定義static變量,我們前面講的都是類變量,不包含方法內(nèi)的變量。當(dāng)一個(gè)變量在程序任何地方都有可能被訪問(wèn)到的時(shí)候,我們應(yīng)當(dāng)考慮將它設(shè)計(jì)為靜態(tài)的。否則每次使用這個(gè)變量的時(shí)候都要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)這個(gè)變量所在的對(duì)象,浪費(fèi)了內(nèi)存空間。

靜態(tài)方法

靜態(tài)方法即是在方法外加一個(gè)static修飾符。與靜態(tài)變量一樣,java也提供了靜態(tài)方法和非靜態(tài)方法。

static方法是類的方法,無(wú)需創(chuàng)建對(duì)象就可以使用,比如Math里的一些數(shù)學(xué)運(yùn)算方法。使用類名.方法名或?qū)ο竺?方法名 即可調(diào)用。
相對(duì)的非static方法是對(duì)象的方法,只有對(duì)象被創(chuàng)建之后才可以被使用,使用方法是對(duì)象.方法名

PS:這里要非常注意的是,static方法中不能使用this或super關(guān)鍵字,不能調(diào)用非static方法,很多時(shí)候我們?cè)趍ain方法里調(diào)用其它非static的方法時(shí)IDE都會(huì)報(bào)錯(cuò)提示我們。靜態(tài)方法只能訪問(wèn)所在類的靜態(tài)變量和靜態(tài)方法。
因?yàn)楫?dāng)static方法被調(diào)用的時(shí)候,這個(gè)類的對(duì)象可能還沒(méi)有創(chuàng)建。

那么靜態(tài)方法有什么用呢?
static方法很常見(jiàn)的一個(gè)用途就是實(shí)現(xiàn)單例模式。單例模式的特點(diǎn)就是一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例,為了實(shí)現(xiàn)這一功能,必須隱藏該類的構(gòu)造函數(shù)。也就是把構(gòu)造函數(shù)聲明成private,并提供一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的方法。

public class TestDL {
    private static TestDL dl;
    private TestDL(){
        
    }
    
    public static TestDL getInstance(){
        if(dl == null){
            dl = new TestDL();
        }
        return dl;
    }
}

構(gòu)造函數(shù)私有化,將實(shí)例變量靜態(tài)化,每次調(diào)用的時(shí)候都去靜態(tài)區(qū)找到這個(gè)靜態(tài)實(shí)例。只有第一次創(chuàng)建的時(shí)候開(kāi)辟一個(gè)新區(qū)域存放。(當(dāng)然這里開(kāi)辟的區(qū)域在靜態(tài)區(qū)中)
這個(gè)類只會(huì)有一個(gè)對(duì)象。
要注意的是其他用public修飾的static成員變量和成員方法本質(zhì)是全局變量和全局方法,當(dāng)聲明它類的對(duì)象時(shí),不生成static變量的副本,而是類的所有實(shí)例共享同一個(gè)static變量。
static 變量前可以有private修飾,表示這個(gè)變量可以在類的靜態(tài)代碼塊中,或者類的其他靜態(tài)成員方法中使用(當(dāng)然也可以在非靜態(tài)成員方法中使用--廢話),但是不能在其他類中通過(guò)類名來(lái)直接引用,這一點(diǎn)很重要。

實(shí)際上你需要搞明白,private是訪問(wèn)權(quán)限限定,static表示不要實(shí)例化就可以使用,這樣就容易理解多了。static前面加上其它訪問(wèn)權(quán)限關(guān)鍵字的效果也以此類推。

靜態(tài)方法的用途

靜態(tài)變量可以被非靜態(tài)方法調(diào)用,也可以被靜態(tài)方法調(diào)用。但是靜態(tài)方法只能被靜態(tài)方法調(diào)用。
一般工具方法會(huì)設(shè)計(jì)為靜態(tài)方法,比如Math類中的所有方法都是靜態(tài)的,因?yàn)槲覀儾恍枰狹ath類的實(shí)例,我們只是想要用一下里面的方法。所以,你可以寫(xiě)一個(gè)通用的 工具類,然后里面的方法都寫(xiě)成靜態(tài)的。

靜態(tài)代碼塊

既然提到了靜態(tài)代碼塊,那就不妨學(xué)習(xí)了解一下代碼塊到底是個(gè)什么。
代碼塊除了這里要學(xué)到的靜態(tài)代碼塊之外,還有另外三種:普通代碼塊,同步代碼塊和構(gòu)造代碼塊。

普通代碼塊:

普通代碼塊就是我們?cè)诖a代碼的每天都會(huì)用到的,就是在方法名后面用{}括起來(lái)的代碼段。普通代碼塊是不能夠單獨(dú)存在的,它必須要緊跟在方法名后面。同時(shí)也必須要使用方法名調(diào)用它。

    public void common(){  
        System.out.println("普通代碼塊執(zhí)行");  
    } 

靜態(tài)代碼塊:

使用static修飾的用{}括起來(lái)的代碼段,主要目的是為了對(duì)靜態(tài)屬性進(jìn)行初始化。
靜態(tài)代碼塊不存在任何方法體內(nèi),可以隨便放,也可以隨便寫(xiě)多少個(gè)。JVM加載類時(shí)會(huì)執(zhí)行這些代碼塊,如果有多個(gè)的話,就按照在類中的出現(xiàn)順序依次執(zhí)行,當(dāng)然只會(huì)被執(zhí)行一次。

又到了用代碼說(shuō)話的時(shí)候惹:

    public class Person {
    private Date birthDate;
    private static Date sDate,eDate;
    
    public Person(Date birthDate){
        this.birthDate = birthDate;
    }
    
    /**判斷一個(gè)人的生日是不是90后
     * 但是每一次調(diào)用這個(gè)方法的時(shí)候都要生成startDate和endDate,很浪費(fèi)資源
     * @return
     */
    boolean isBornBoomer(){
        Date startDate = Date.valueOf("1990");
        Date endDate = Date.valueOf("1999");
        return birthDate.compareTo(startDate)>0 && birthDate.compareTo(endDate)<0;
    }
    
    /*
     * 改進(jìn)一個(gè)方法
     */
    
    static{
        sDate = Date.valueOf("1990");
        eDate = Date.valueOf("1999");
    }
    
    boolean isBornBoomer2(){
        return birthDate.compareTo(sDate)>0 && birthDate.compareTo(eDate)<0;
    }
}

因此,將很多只需要進(jìn)行一次初始化的操作都放到static代碼塊中會(huì)大大提升效率,節(jié)省內(nèi)存

同步代碼塊:

使用Synchronized關(guān)鍵字修飾,并使用{}括起來(lái)的代碼片段。這個(gè)表示同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)線程可以進(jìn)入到該方法中,是一種多線程保護(hù)機(jī)制。
這個(gè)我們先大概有個(gè)印象,之后在討論多線程的時(shí)候,再詳細(xì)進(jìn)行討論。

構(gòu)造代碼塊:

在類中直接定義沒(méi)有任何修飾符、前綴、后綴的代碼塊即為構(gòu)造代碼塊。
我們明白一個(gè)類必須至少有一個(gè)構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造函數(shù)在生成對(duì)象時(shí)被調(diào)用。構(gòu)造代碼塊和構(gòu)造函數(shù)一樣同樣是在生成一個(gè)對(duì)象時(shí)被調(diào)用,那么構(gòu)造代碼在什么時(shí)候被調(diào)用?
如何調(diào)用的呢?
繼續(xù)看代碼吧

public class CodeDemo {
    private int a = 1;
    private int b;
    private int c;
    //靜態(tài)代碼塊
    static {
        int a =4;
        System.out.println("我是靜態(tài)代碼塊1");
    }
    //構(gòu)造代碼塊
    {
        int a = 0;
        b = 2;
        System.out.println("我是構(gòu)造代碼塊1");
    }
    
    public CodeDemo(){
        this.c = 3;
        System.out.println("構(gòu)造函數(shù)");
    }
    
    public int add(){
        System.out.println("count a + b + c");
        return a+b+c;
    }
    //靜態(tài)代碼塊
    static {
        System.out.println("我是靜態(tài)代碼塊2,I do nothing");
    }
    //構(gòu)造代碼塊
    {
        System.out.println("我是構(gòu)造代碼塊2");
    }
}
public static void main(String[] args){
        CodeDemo c = new CodeDemo();
        System.out.println(c.add());
        
        System.out.println();
        System.out.println("*******再來(lái)一次*********");
        System.out.println();
        
        CodeDemo c1 = new CodeDemo();
        System.out.println(c1.add());
}

結(jié)果是:

我是靜態(tài)代碼塊1
我是靜態(tài)代碼塊2,I do nothing
我是構(gòu)造代碼塊1
我是構(gòu)造代碼塊2
構(gòu)造函數(shù)
count a + b + c
6

*******再來(lái)一次*********

我是構(gòu)造代碼塊1
我是構(gòu)造代碼塊2
構(gòu)造函數(shù)
count a + b + c
6

總結(jié)一下這段代碼

靜態(tài)代碼塊只會(huì)執(zhí)行一次,有多個(gè)時(shí)依次執(zhí)行。構(gòu)造代碼塊每次創(chuàng)建新對(duì)象時(shí)都會(huì)執(zhí)行,有多個(gè)時(shí)依次執(zhí)行。執(zhí)行順序:靜態(tài)代碼塊>構(gòu)造代碼塊>構(gòu)造函數(shù)

構(gòu)造代碼塊和靜態(tài)代碼塊都有自己的作用域,作用域內(nèi)部的變量不影響作用域外部。這也是為什么count出來(lái)的數(shù)是6,而沒(méi)有隨著代碼塊中的數(shù)值變化。

構(gòu)造代碼塊的應(yīng)用場(chǎng)景:

1.初始化實(shí)例變量
如果一個(gè)類中存在若干個(gè)構(gòu)造函數(shù),這些構(gòu)造函數(shù)都需要對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化,如果直接在構(gòu)造函數(shù)中實(shí)例化,必定會(huì)產(chǎn)生很多重復(fù)代碼,繁瑣且可讀性差,這里我們可以利用構(gòu)造代碼塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是利用了編譯器會(huì)將構(gòu)造代碼塊添加到每個(gè)構(gòu)造函數(shù)中的特性。

2.初始化實(shí)例環(huán)境
一個(gè)對(duì)象必須在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)景下才能存在,如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)膱?chǎng)景,則就需要在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)創(chuàng)建此場(chǎng)景。我們可以利用構(gòu)造代碼塊來(lái)創(chuàng)建此場(chǎng)景,尤其是該場(chǎng)景的創(chuàng)建過(guò)程較為復(fù)雜。構(gòu)造代碼會(huì)在構(gòu)造函數(shù)之前執(zhí)行。

靜態(tài)內(nèi)部類

被static修飾的內(nèi)部類,它可以不依賴于外部類實(shí)例對(duì)象而被實(shí)例化,而通常的內(nèi)部類需要在外部類實(shí)例化后才能實(shí)例化。
靜態(tài)內(nèi)部類不能與外部類有相同的名字,不能訪問(wèn)外部類的普通成員變量,只能訪問(wèn)內(nèi)部類中的靜態(tài)成員和靜態(tài)方法(包括私有類型)。
由于還沒(méi)有詳細(xì)講解過(guò)內(nèi)部類,這里先一筆帶過(guò),在講解內(nèi)部類的時(shí)候會(huì)詳細(xì)分析靜態(tài)內(nèi)部類。

只有內(nèi)部類才能被static修飾,普通的類不可以。

如果既有繼承,又有代碼塊,執(zhí)行的順序是怎樣的呢?

public class Parent {
    static{
        System.out.println("父類靜態(tài)代碼塊");
    }
    {
        System.out.println("父類構(gòu)造代碼塊");
    }
    public Parent(){
        System.out.println("父類構(gòu)造函數(shù)");
    }
}

class Children extends Parent{
    static {
        System.out.println("子類靜態(tài)代碼塊");
    }
    {
        System.out.println("子類構(gòu)造代碼塊");
    }
    public Children(){
        System.out.println("子類構(gòu)造函數(shù)");
    }
}
public static void main(String[] args){
        
        new Children();
}

結(jié)果是:

//父類靜態(tài)代碼塊
//子類靜態(tài)代碼塊
//父類構(gòu)造代碼塊
//父類構(gòu)造函數(shù)
//子類構(gòu)造代碼塊
//子類構(gòu)造函數(shù)

順序一目了然:
首先執(zhí)行靜態(tài),由父到子。其它非靜態(tài)也是由父到子。(非靜態(tài)中有構(gòu)造代碼塊和構(gòu)造函數(shù))

總結(jié)

static關(guān)鍵字的五種用法:
靜態(tài)導(dǎo)入/靜態(tài)變量/靜態(tài)方法/靜態(tài)代碼塊/靜態(tài)內(nèi)部類
代碼塊:
普通代碼塊/構(gòu)造代碼塊/靜態(tài)代碼塊/同步代碼塊

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