【Java】static关键字应用与解析

一.static关键字的用途

在《Java编程思想》P86页有这样一段话:

“static方法就是没有this的方法。在static方法内部不能调用非静态方法,反过来是可以的。而且可以在没有创建任何对象的前提下,仅仅通过类本身来调用static方法。这实际上正是static方法的主要用途。”

这段话虽然只是说明了static方法的特殊之处,但是可以看出static关键字的基本作用,简而言之,一句话来描述就是:

方便在没有创建对象的情况下来进行调用(方法/变量)。

很显然,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可以用来修饰类的成员方法、类的成员变量,另外可以编写static代码块来优化程序性能。

1)static方法

static方法一般称作静态方法,由于静态方法不依赖于任何对象就可以进行访问,因此对于静态方法来说,是没有this的,因为它不依附于任何对象,既然都没有对象,就谈不上this了。并且由于这个特性,在静态方法中不能访问类的非静态成员变量和非静态成员方法,因为非静态成员方法/变量都是必须依赖具体的对象才能够被调用。

但是要注意的是,虽然在静态方法中不能访问非静态成员方法和非静态成员变量,但是在非静态成员方法中是可以访问静态成员方法/变量的。

在这里插入图片描述

2)static变量

static变量也称作静态变量,静态变量和非静态变量的区别是:静态变量被所有的对象所共享,在内存中只有一个副本,它当且仅当在类初次加载时会被初始化。而非静态变量是对象所拥有的,在创建对象的时候被初始化,存在多个副本,各个对象拥有的副本互不影响。

static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化。

3)static代码块

static关键字还有一个比较关键的作用就是 用来形成静态代码块以优化程序性能。static块可以置于类中的任何地方,类中可以有多个static块。在类初次被加载的时候,会按照static块的顺序来执行每个static块,并且只会执行一次。

static代码块特性总结:

  • 当第一次用到本类时,静态代码块执行唯一的一次;
  • 静态内容总是优先于非静态,所以静态代码块比构造方法先执行;
  • 静态代码块典型用途:用来一次性地对静态成员变量进行赋值。

为什么说static块可以用来优化程序性能,是因为它的特性:只会在类加载的时候执行一次。下面看个例子:

class Person{
    
    
    private Date birthDate;
     
    public Person(Date birthDate) {
    
    
        this.birthDate = birthDate;
    }
     
    boolean isBornBoomer() {
    
    
        Date startDate = Date.valueOf("1946");
        Date endDate = Date.valueOf("1964");
        return birthDate.compareTo(startDate)>=0 && birthDate.compareTo(endDate) < 0;
    }
}

isBornBoomer是用来这个人是否是1946-1964年出生的,而每次isBornBoomer被调用的时候,都会生成startDate和birthDate两个对象,造成了空间浪费,如果改成这样效率会更好:

class Person{
    
    
    private Date birthDate;
    private static Date startDate,endDate;
    static{
    
    
        startDate = Date.valueOf("1946");
        endDate = Date.valueOf("1964");
    }
     
    public Person(Date birthDate) {
    
    
        this.birthDate = birthDate;
    }
     
    boolean isBornBoomer() {
    
    
        return birthDate.compareTo(startDate)>=0 && birthDate.compareTo(endDate) < 0;
    }
}

因此,很多时候会将一些只需要进行一次的初始化操作都放在static代码块中进行。

4)static变量和普通成员变量区别

static变量和普通成员变量主要有以下4点区别:

区别1:所属不同。static变量属于类,不单属于任何对象;普通成员变量属于某个对象

区别2:存储区域不同。static变量位于方法区;普通成员变量位于堆区。

区别3:生命周期不同。static变量生命周期与类的生命周期相同;普通成员变量和其所属的对象的生命周期相同。

区别4:在对象序列化时(Serializable),static变量会被排除在外(因为static变量是属于类的,不属于对象)

5)static和final一起用表示什么

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。

特别要注意一个问题:

对于被static和final修饰过的实例常量,实例本身不能再改变了,但对于一些容器类型(比如,ArrayList、HashMap)的实例变量,不可以改变容器变量本身,但可以修改容器中存放的对象,这一点在编程中用到很多。

二.static关键字的误区

1.static关键字会改变类中成员的访问权限吗?

有些初学的朋友会将java中的static与C/C++中的static关键字的功能混淆了。在这里只需要记住一点:与C/C++中的static不同,Java中的static关键字不会影响到变量或者方法的作用域。在Java中能够影响到访问权限的只有private、public、protected(包括包访问权限)这几个关键字。看下面的例子就明白了:

2.能通过this访问静态成员变量吗?

虽然对于静态方法来说没有this,那么在非静态方法中能够通过this访问静态成员变量吗?先看下面的一个例子,这段代码输出的结果是什么?

public class Main {
    
      
    static int value = 33;
 
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        new Main().printValue();
    }
 
    private void printValue(){
    
    
        int value = 3;
        System.out.println(this.value);
    }
}

这里面主要考察队this和static的理解。this代表什么?this代表当前对象,那么通过new Main()来调用printValue的话,当前对象就是通过new Main()生成的对象。而static变量是被对象所享有的,因此在printValue中的this.value的值毫无疑问是33。在printValue方法内部的value是局部变量,根本不可能与this关联,所以输出结果是33。在这里永远要记住一点:静态成员变量虽然独立于对象,但是不代表不可以通过对象去访问,所有的静态方法和静态变量都可以通过对象访问(只要访问权限足够)。

3.static能作用于局部变量么?

在C/C++中static是可以作用域局部变量的,但是在Java中切记:static是不允许用来修饰局部变量。不要问为什么,这是Java语法的规定。

三.常见的笔试面试题

下面列举一些面试笔试中经常遇到的关于static关键字的题目,仅供参考,如有补充欢迎下方留言。

1.下面这段代码的输出结果是什么?

public class Test extends Base{
    
    
 
    static{
    
    
        System.out.println("test static");
    }
     
    public Test(){
    
    
        System.out.println("test constructor");
    }
     
    public static void main(String[] args) {
    
    
        new Test();
    }
}
 
class Base{
    
    
     
    static{
    
    
        System.out.println("base static");
    }
     
    public Base(){
    
    
        System.out.println("base constructor");
    }
}

输出:

base static
test static
base constructor
test constructor

至于为什么是这个结果,我们先不讨论,先来想一下这段代码具体的执行过程,在执行开始,先要寻找到main方法,因为main方法是程序的入口,但是在执行main方法之前,必须先加载Test类,而在加载Test类的时候发现Test类继承自Base类,因此会转去先加载Base类,在加载Base类的时候,发现有static块,便执行了static块。在Base类加载完成之后,便继续加载Test类,然后发现Test类中也有static块,便执行static块。在加载完所需的类之后,便开始执行main方法。在main方法中执行new Test()的时候会先调用父类的构造器,然后再调用自身的构造器。因此,便出现了上面的输出结果。

2.这段代码的输出结果是什么?

public class Test {
    
    
    Person person = new Person("Test");
    static{
    
    
        System.out.println("test static");
    }
     
    public Test() {
    
    
        System.out.println("test constructor");
    }
     
    public static void main(String[] args) {
    
    
        new MyClass();
    }
}
 
class Person{
    
    
    static{
    
    
        System.out.println("person static");
    }
    public Person(String str) {
    
    
        System.out.println("person "+str);
    }
}
 
 
class MyClass extends Test {
    
    
    Person person = new Person("MyClass");
    static{
    
    
        System.out.println("myclass static");
    }
     
    public MyClass() {
    
    
        System.out.println("myclass constructor");
    }
}

输出:

test static
myclass static
person static
person Test
test constructor
person MyClass
myclass constructor

类似地,我们还是来想一下这段代码的具体执行过程。首先加载Test类,因此会执行Test类中的static块。接着执行new MyClass(),而MyClass类还没有被加载,因此需要加载MyClass类。在加载MyClass类的时候,发现MyClass类继承自Test类,但是由于Test类已经被加载了,所以只需要加载MyClass类,那么就会执行MyClass类的中的static块。在加载完之后,就通过构造器来生成对象。而在生成对象的时候,必须先初始化父类的成员变量,因此会执行Test中的Person person = new Person(),而Person类还没有被加载过,因此会先加载Person类并执行Person类中的static块,接着执行父类的构造器,完成了父类的初始化,然后就来初始化自身了,因此会接着执行MyClass中的Person person = new Person(),最后执行MyClass的构造器。

3.这段代码的输出结果是什么?

public class Test {
    
    
     
    static{
    
    
        System.out.println("test static 1");
    }
    public static void main(String[] args) {
    
    
         
    }
     
    static{
    
    
        System.out.println("test static 2");
    }
}

输出:

test static 1
test static 2

虽然在main方法中没有任何语句,但是还是会输出,原因上面已经讲述过了。另外,static块可以出现类中的任何地方(只要不是方法内部,记住,任何方法内部都不行),并且执行是按照static块的顺序执行的。

待看:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/70110497
https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/10651845.html

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_30885821/article/details/109329277
今日推荐