Java基础知识——static修饰符、静态变量和静态方法

前言

在前一篇文章中给大家讲解了abstract关键字,从而我们掌握了抽象类与抽象方法的特性。除此之外,面向对象的核心修饰符还有static和final。今天这篇文章,我们会继续带领大家学习static关键字的特性,请各位打起精神来吧!static关键字是Java开发中很常用也很重要的一个关键字,我们必须要搞清楚哦。

全文大约【3300】字,不说废话,只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货!本文带有丰富的案例及配图,可以让你更好地理解和运用文中的技术概念,并可以给你带来具有足够启迪的思考

一. static关键字

1. 简介

在Java中,static表示“静态的”,它也是一种修饰符,可以修饰属性、方法、代码块和内部类。

2. 特性

static修饰符具有如下特性:

● 被static修饰的属性(成员变量)称为静态变量,也叫做类变量;

● 被static修饰的常量称为静态常量;

● 被static修饰的方法称为静态方法,也叫做类方法;

● 被static修饰的代码块叫做静态代码块;

● 被static修饰符的内部类,叫做静态内部类。

其中,静态变量、静态方法、静态常量统称为类的静态成员,归整个类所有,不属于某个单一的对象。也就是说,静态成员不属于某个对象单独拥有,而是被类的所有实例对象共享。举个例子,我们在教室里放了一台饮水机,这台饮水机是本教室所有成员共享的,不属于张三,也不属于李四,这台饮水机就是”静态成员“。而每个人还可以有自己单独的一个水杯,张三、李四都有自己独有的水杯,水杯不是共享的。另外,默认情况下,这些水杯是不能混用的,张三和李四彼此的水杯是互相隔离的。也就是说,自己的隐私不可被侵犯和窥探。

所以,静态成员不需要通过对象来进行访问,而是直接通过类来访问。只要这个类被加载,Java虚拟机就可以根据类名找到它们。我们调用静态成员的语法格式如下:

类名.静态成员

3. 注意事项

根据以上特性,我们需要注意以下几点:

● static关键词修饰的成员变量和方法都属于类,不属于某个对象;

● 普通变量和方法属于某个对象,每个对象都有自己的变量和方法,彼此之间是隔离的;

● 静态方法不能调用非静态的变量和非静态的方法,否则编译时就会报错。

二. 静态属性与静态常量

1. 概念

在Java类中,由static修饰的属性(成员变量)叫做静态变量,也叫类变量而被static修饰的常量就叫做静态常量,静态变量和静态常量统称为静态成员。注意,局部变量不能被声明为静态变量。

对于静态变量和静态常量来说,无论一个类实例化出来多少个对象,它的静态成员都只有一份拷贝,可以被所有的对象共享。

对实例变量来说,每个实例对象都有自己独立的变量,各个实例对象中的同名变量互不影响。但是对于静态变量来说,无论修改哪个实例对象的静态变量,效果其实都是一样的。也就是说,所有实例对象的静态变量都会被修改,原因在于静态变量并不属于某个单独的实例对象所有。

所以当我们需要在多个对象之间进行信息共享的时候,就可以考虑使用静态变量或静态常量,增加实例之间的交互性。而如果类的所有实例对象都包含一个相同的常量属性,我们就可以把这个属性定义为静态常量,以此节省内存空间。

可以说,实例成员在每个实例对象中都有自己的一个独立的私有“空间”,但是静态成员只有一个共享的公共“空间”,所有实例对象都会共享该静态成员。

2. 语法

对于静态变量或静态常量,我们可以通过如下格式调用:

类名.变量名

类名.常量名

3. 静态变量与实例变量的区别

我们现在已经知道什么是静态变量,什么是实例变量(成员变量)了,那么两者的区别有哪些呢?

3.1 静态变量

● JVM虚拟机只会为静态变量分配一次内存,在加载类的过程中完成对静态变量的内存分配;

● 我们可以在类的任意方法中直接访问任意静态变量;

● 我们可以在其他类中通过"类名.静态变量"的形式,来访问该类中的静态变量。

3.2 实例变量

● 每创建一个Java实例对象,JVM虚拟机就会为该实例变量分配一次内存;

● 我们可以在类的非静态方法中直接访问实例变量;

● 在类的静态方法中,需要通过"对象.实例变量"的形式进行访问。

4. 案例

4.1 定义静态属性和常量

我们来定义一个Student类,在该类中定义如下几个成员变量、静态变量和静态常量。

4.2 定义测试类

接下来我们再来定义一个测试类,看看如何在代码中调用这些成员变量、静态变量等。对于静态变量和静态常量,我们要通过“类名.静态成员”的形式进行调用,但是不建议通过“对象.静态变量”的形式来调用静态变量,虽然这样调用也不会报错!如果这样调用,会提示”静态属性应该通过静态方式来访问,The static field Student.className should be accessed in a static way”。

从上述案例中,我们可以总结出如下规律:

● 对于成员变量,要通过“对象.变量名”的形式调用;

● 成员变量属于某个对象,属于对象自己的“私有财产”,不能被整个类共享,对象之间不能共享这些成员变量;

● 静态变量和静态常量属于整个类,可以被类的所有对象共享,属于“公共财产”;

● 在同一个类中,我们可以在静态方法中直接调用静态成员,也可以通过“类名.静态成员”,或“对象.静态成员”的方式进行调用;

● 虽然语法支持通过“对象.静态变量”或“对象.静态常量”的方式进行调用,但不建议这样做;

● 对于静态成员,一般都是要通过“类名.静态成员”的方式调用,否则在编译时会有“静态属性应该通过静态方式来访问”的提示;

三. 静态方法

  1. 概念

被static修饰的方法叫做静态方法,也叫做类方法。我们经常在工具类中定义静态方法,比如常用的工具方法Arrays.sort()、Math.random()等。静态方法具有以下特性:

● 静态方法中只能调用静态成员和静态方法;

● 静态方法中不能使用this和super关键字;

● 抽象方法不能使用static进行修饰;

● 静态方法不能被重写,但可以被继承!

2. 语法

对于静态方法,我们可以通过如下格式调用:

类名.方法名

3. 静态方法与实例方法的区别

接下来再给大家总结一下静态方法与实例方法的区别。

● 静态方法可以直接通过“类名.方法名”的形式调用;

● 静态方法中不能使用this和super关键字;

● 静态方法中不能访问非静态的成员;

● 实例方法中可以直接访问所属类的静态变量、静态方法、实例变量和实例方法。

4. 案例

4.1 定义静态方法

我们在静态方法中,只能调用静态的成员和静态的方法,不能调用非静态的!

4.2 调用静态方法

对于静态方法的调用,需要使用“类名.静态方法名”的格式。

四. 结语

至此,我们就把static静态变量、静态常量、静态代码块、静态类、静态导入等相关的内容给大家介绍完毕了,这是我们开发时很常用的内容,所以希望各位初学者,要把static相关的内容牢牢掌握。最后简单总结一下本文要点:

● 静态变量、静态方法、静态常量统称为类的静态成员;

● 静态成员归整个类所有,不属于某个单一的对象,是类中的“公共财产”;

● 要弄清楚静态变量和实例变量的区别;

● 静态方法中不能使用this和super关键字;

● 静态方法中不能访问非静态的成员。

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