J2SE入門(六) static五大應用場景

工匠初心發表於2019-06-24

J2SE入門(六) static五大應用場景

static和final是兩個我們必須掌握的關鍵字。不同於其他關鍵字，他們都有多種用法，而且在一定環境下使用，可以提高程式的執行效能，優化程式的結構。上一個章節我們講了final關鍵字的原理及用法，本章節我們來了解一下static關鍵字原理及其用法。

一. static特點

static是一個修飾符，通常用於修飾變數和方法，如開發過程中用到的字典類資料都會用到static來修飾，工具類方法，如Dateutils，Stringutils這類工具方法也會用到static來修飾，那麼除了這兩種最常用的場景外，是否還有其他場景呢，答案是：有的，總共五種：

  1. static變數
  2. static方法
  3. static程式碼塊
  4. static內部類
  5. static包內匯入

static修飾的變數、方法、程式碼塊、內部類在類載入期間就已經完成初始化，儲存在Java Heap（JDK7.0之前儲存在方法區）中靜態儲存區，因此static優於物件而存在。

static修飾的成員（變數、方法）被所有物件所共享，也叫靜態變數或靜態方法，可直接通過類呼叫（也建議通過類呼叫）。

二. static 變數

static變數隨著類的載入而存在，隨著類的消失而消失，當類被載入時，就會為靜態變數在Java Heap中分配記憶體空間，可以通過【類.變數名】和【物件.變數名】的方式呼叫，建議直接使用【類.變數名】的方式，

public class Person {
    private String name;

    private static int eyeNum;

    public static int legNum = 2;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public static int getEyeNum() {
        return eyeNum;
    }

    public static void setEyeNum(int eyeNum) {
        Person.eyeNum = eyeNum;
    }
}
public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person();
    person.setEyeNum(25);

    Person person1 = new Person();
    person1.setEyeNum(28);
    System.out.println(person.getEyeNum());//28
    System.out.println(person1.getEyeNum());//28
    
    int legNum = person.legNum;
    System.out.println(legNum);//2
}

從上面的例子可以看出靜態變數是對所有物件共享，一個物件對其值的改動，直接就會造成另一個物件取值的不同。

什麼時候使用static變數？

作為共享變數使用，通常搭配final關鍵字一起使用，比如我們常用的字典類資料；

private static final String GENERAL_MAN = "man";

減少物件的建立，比如在類開頭的部分，定義Logger方法，用於異常日誌採集

private static Logger LOGGER = LogFactory.getLoggger(MyClass.class);

始終返回同一變數，比如我們的單例模式。

三. static 方法

靜態方法只能訪問靜態成員（靜態變數、靜態方法），而非靜態方法既可訪問靜態方法也可訪問非靜態方法；因為靜態成員優於物件而存在，因此無法呼叫和物件相關的關鍵字，如this,super，無法通過關鍵字訪問物件資源。

public class Person {
    private String name;    
    private static int eyeNum;    
    public static int legNum = 2;    
    public String getName() {
        return name;    
    }    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;    
    }    
    public static int getEyeNum() {
        System.out.println(name);//編譯出錯，name不可用
        return eyeNum;
    }    
    public static void setEyeNum(int eyeNum) {
        Person.eyeNum = eyeNum;        
        this.name = "";//編譯出錯，this不可用
    }
}

什麼時候使用static方法？

static方法一般用於與當前物件無法的工廠方法、工具方法。如Math.sqrt()，Arrays.sort()，StringUtils.isEmpty()等。

四. static 程式碼塊

static程式碼塊相對於static變數和static方法來說使用不是那麼廣泛，但也算是比較常見的用法了，static程式碼塊在載入一個類的時候最先執行，且只執行一次。

public static Map<String, String> timeTypes;
static {
    timeTypes = new HashMap<>();
    timeTypes.put("year", "年");
    timeTypes.put("quarter", "季");
    timeTypes.put("month", "月");
    timeTypes.put("day", "日");
    System.out.println("初始化1");
}
public static void main(String[] args) {
    System.out.println("初始化2");
}

執行結果是：

初始化1；

初始化2；

什麼時候使用static程式碼塊？

一般在進行初始化操作時，比如讀取配置檔案資訊，獲取當前伺服器引數等

五. static內部類

定義一個內部類，加上static，就成為了一個static內部類，static只能修飾內部類，不能修飾頂級類，靜態內部類在業務應用系統開發中使用的不多。

public class StaticCouter {
    private String str0 = "hi";    //非靜態變數    
    private static String str1 = "hello";  //靜態變數   
    static class StaticInnerClass{//靜態內部類
        public void getMessage(){
            System.out.println(str0);//編譯出錯
            System.out.println(str1);
        }
    }    
    class NormalInnerClass{//非靜態內部類
        public void getMessage(){
            System.out.println(str0);
            System.out.println(str1);
        }
    }
}

靜態內部類與非靜態內部類有何異同？

靜態內部類 非靜態內部類
不需要有指向外部類的引用 必須通過外部類的new關鍵字引用
可定義普通變數和方法，也可定義靜態變數和方法 可定義普通變數和方法，不可定義靜態變數和方法
可以呼叫外部類的靜態成員，不能呼叫外部類的普通成員 可呼叫外部類的普通成員和靜態成員 
public static void main(String[] args) {
    //建立靜態內部類例項    
    StaticInnerClass staticInnerClass = new StaticInnerClass();    
    //呼叫靜態內部類方法    
    staticInnerClass.getMessage();    
    //建立靜態內部類例項    
    StaticCouter.StaticInnerClass staticInnerClass1 = new staticCouter.StaticInnerClass();    
    //呼叫靜態內部類方法
    staticInnerClass1.getMessage();
    //建立普通內部類例項
    StaticCouter.NormalInnerClass normalInnerClass = new StaticCouter().new NormalInnerClass();
    //呼叫普通內部類方法
    normalInnerClass.getMessage();
}

六. static包內匯入

這個概念不太好理解，舉個例子

public static void main(String[] args) {
    int[] arra = {1,4,5,7};
    Arrays.sort(arra);
    Arrays.asList(arra);
    Arrays.fill(arra, 6);
}

static包匯入目的就是去掉重複的Arrays類名呼叫

通過在頂部引入

import static java.util.Arrays.*

即可把Arrays類中所有的靜態變數，方法，內部類等都引入當前類中，呼叫時直接呼叫sort(arra)，asList(arra)，

java5後引入的，不常用，呼叫類方法時會比較簡單，但可讀性不好，慎用。

七. 總結

static是java中很常用的一個關鍵字，使用場景也很多，本文主要介紹了它的五種用法，static變數，static方法，static程式碼塊，static內部類，static包內匯入，若有不對之處，請批評指正，望共同進步，謝謝！

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