Java 進階 -- static 解析

1. `static` 關鍵字的用途

Think in java 中的解釋

英文版

https://www.linuxtopia.org/online_books/programming_books/thinking_in_java/TIJ304_014.htm
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連結: https://pan.baidu.com/s/12gkiaJrTubMsUOjaBSkbOw 提取碼: iyvs

P119 中有解釋：

簡而言之，一句話來描述就是：

友善在沒有建立對象的情況下來進行調用（方法/變量）

很顯然，被

static

關鍵字修飾的方法或者變量不需要依賴于對象來進行通路，隻要類被加載了，就可以通過類名去進行通路。

static

可以用來修飾類的成員方法、類的成員變量，另外可以編寫

static

代碼塊來優化程式性能

1.1 `static` 方法

static

方法一般稱作靜态方法，由于靜态方法不依賴于任何對象就可以進行通路，是以對于靜态方法來說，是沒有

this

的，因為它不依附于任何對象，既然都沒有對象，就談不上

this

了。并且由于這個特性，在靜态方法中不能通路類的非靜态成員變量和非靜态成員方法，因為非靜态成員方法/變量都是必須依賴具體的對象才能夠被調用。

但是要注意的是，雖然在靜态方法中不能通路非靜态成員方法和非靜态成員變量，但是在非靜态成員方法中是可以通路靜态成員方法/變量的。舉個簡單的例子：

在上面的代碼中，由于

print2()

方法是獨立于對象存在的，可以直接用過類名調用。假如說可以在靜态方法中通路非靜态方法/變量的話，那麼如果在

main()

方法中有下面一條語句：

　　MyObject.print2();

此時對象都沒有，

str2

根本就不存在，是以就會産生沖突了。同樣對于方法也是一樣，由于你無法預知在

print1()

方法中是否通路了非靜态成員變量，是以也禁止在靜态成員方法中通路非靜态成員方法。

而對于非靜态成員方法，它通路靜态成員方法/變量顯然是毫無限制的。

是以，如果說想在不建立對象的情況下調用某個方法，就可以将這個方法設定為

static

。我們最常見的

static

方法就是

main

方法，至于為什麼

main

方法必須是static的，現在就很清楚了。因為程式在執行

main

方法的時候沒有建立任何對象，是以隻有通過類名來通路。

另外記住，關于構造器是否是static方法可參考

1.2 `static` 變量

static

變量也稱作靜态變量，靜态變量和非靜态變量的差別是：

靜态變量被所有的對象所共享，在記憶體中隻有一個副本，它當且僅當在類初次加載時會被初始化。
而非靜态變量是對象所擁有的，在建立對象的時候被初始化，存在多個副本，各個對象擁有的副本互不影響。
static 成員變量的初始化順序按照定義的順序進行初始化。

1.3 `static` 變量

static

關鍵字還有一個比較關鍵的作用就是用來形成靜态代碼塊以優化程式性能。

static

塊可以置于類中的任何地方，類中可以有多個

static

塊。在類初次被加載的時候，會按照

static

塊的順序來執行每個

static

塊，并且隻會執行一次。

為什麼說

static

塊可以用來優化程式性能，是因為它的特性: 隻會在類加載的時候執行一次。下面看個例子:

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

是用來這個人是否是1946-1964年出生的，而每次

isBornBoomer

被調用的時候，都會生成

startDate

和

birthDate

兩個對象，造成了空間浪費，如果改成這樣效率會更好：

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;
    }
}

是以，很多時候會将一些隻需要進行一次的初始化操作都放在

static

代碼塊中進行。

2. `static` 關鍵字的誤區

2.1 `static` 會改變類中成員的通路權限嗎？

在Java中能夠影響到通路權限的隻有

private

、

public

、

protected

（包括包通路權限）這幾個關鍵字。看下面的例子就明白了：

示錯誤"Person.age 不可視"，這說明

static

關鍵字并不會改變變量和方法的通路權限。

2.2 能通過 `this` 通路靜态成員變量嗎？

雖然對于靜态方法來說沒有

this

，那麼在非靜态方法中能夠通過

this

通路靜态成員變量嗎？先看下面的一個例子，這段代碼輸出的結果是什麼？

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);
    }
}

> 33

這裡面主要考察隊

this

和

static

的了解。

this

代表什麼？

this

代表目前對象，那麼通過

new Main()

來調用

printValue

的話，目前對象就是通過

new Main()

生成的對象。而

static

變量是被對象所享有的，是以在

printValue

中的

this.value

的值毫無疑問是

。在

printValue

方法内部的

value

是局部變量，根本不可能與

this

關聯，是以輸出結果是

。在這裡永遠要記住一點：靜态成員變量雖然獨立于對象，但是不代表不可以通過對象去通路，所有的靜态方法和靜态變量都可以通過對象通路（隻要通路權限足夠）

2.3 `static` 能作用于局部變量麼？

但是在Java中切記： static是不允許用來修飾局部變量。不要問為什麼，這是Java文法的規定。

具體原因可以參考這篇博文的讨論：http://www.debugease.com/j2se/178932.html

3. 常見的筆試面試題

3.1 下面這段代碼的輸出結果是什麼？

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");
    }
}

Result:

base static
test static
base constructor
test constructor

至于為什麼是這個結果，我們先不讨論，先來想一下這段代碼具體的執行過程:

在執行開始，先要尋找到 main 方法，因為 main 方法是程式的入口.
但是在執行 main 方法之前，必須先加載 Test 類，而在加載 Test 類的時候發現 Test 類繼承自 Base 類，是以會轉去先加載 Base 類，在加載 Base 類的時候，發現有 static 塊，便執行了 static 塊。
在 Base 類加載完成之後，便繼續加載 Test 類，然後發現 Test 類中也有 static 塊，便執行 static 塊。在加載完所需的類之後，便開始執行 main 方法。
在 main 方法中執行 new Test() 的時候會先調用父類的構造器，然後再調用自身的構造器。是以，便出現了上面的輸出結果。

3.2 下面這段代碼的輸出結果是什麼？

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");
    }
}

Result:

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

類似地，我們還是來想一下這段代碼的具體執行過程。

首先加載 Test 類，是以會執行 Test 類中的 static 塊。
接着執行 new MyClass() ，而 MyClass 類還沒有被加載，是以需要加載 MyClass 類。在加載 MyClass 類的時候，發現 MyClass 類繼承自 Test 類，但是由于 Test 類已經被加載了，是以隻需要加載 MyClass 類，那麼就會執行 MyClass 類的中的 static塊 。
在加載完之後，就通過構造器來生成對象。而在生成對象的時候，必須先初始化父類的成員變量，是以會執行 Test 中的 Person person = new Person() 。
而 Person 類還沒有被加載過，是以會先加載 Person 類并執行 Person 類中的 static 塊，接着執行父類的構造器，完成了父類的初始化，然後就來初始化自身了。
是以會接着執行 MyClass 中的 Person person = new Person() ，最後執行 MyClass 的構造器。

參考連結

Java中的static關鍵字解析

https://www.jianshu.com/p/388174bf905c

Java 進階 -- static 解析

1. `static` 關鍵字的用途

1.1 `static` 方法

1.2 `static` 變量

1.3 `static` 變量

2. `static` 關鍵字的誤區

2.1 `static` 會改變類中成員的通路權限嗎？

2.2 能通過 `this` 通路靜态成員變量嗎？

2.3 `static` 能作用于局部變量麼？

3. 常見的筆試面試題

3.1 下面這段代碼的輸出結果是什麼？

3.2 下面這段代碼的輸出結果是什麼？

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1.1 ​ ​static​ ​ 方法

1.2 ​ ​static​ ​ 變量

1.3 ​ ​static​ ​ 變量

2. ​ ​static​ ​ 關鍵字的誤區

2.1 ​ ​static​ ​ 會改變類中成員的通路權限嗎？

2.2 能通過 ​ ​this​ ​ 通路靜态成員變量嗎？

2.3 ​ ​static​ ​ 能作用于局部變量麼？

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2.2 能通過 `this` 通路靜态成員變量嗎？

2.3 `static` 能作用于局部變量麼？