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[Java教程]Java中的static关键字解析


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。举个简单的例子:

  在上面的代码中,由于print2方法是独立于对象存在的,可以直接用过类名调用。假如说可以在静态方法中访问非静态方法/变量的话,那么如果在main方法中有下面一条语句:

  MyObject.print2();

  此时对象都没有,str2根本就不存在,所以就会产生矛盾了。同样对于方法也是一样,由于你无法预知在print1方法中是否访问了非静态成员变量,所以也禁止在静态成员方法中访问非静态成员方法。

  而对于非静态成员方法,它访问静态成员方法/变量显然是毫无限制的。

  因此,如果说想在不创建对象的情况下调用某个方法,就可以将这个方法设置为static。我们最常见的static方法就是main方法,至于为什么main方法必须是static的,现在就很清楚了。因为程序在执行main方法的时候没有创建任何对象,因此只有通过类名来访问。

  另外记住,即使没有显示地声明为static,类的构造器实际上也是静态方法。

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。

  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。

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:

  提示错误"Person.age 不可视",这说明static关键字并不会改变变量和方法的访问权限。

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);  }}

 

33

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      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。

常见的笔试面试题

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");  }}

 

base statictest staticbase constructortest constructor

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      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。

      总结:static代码块的执行顺序在构造函数之前。

 

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");  }}

test staticmyclass staticperson staticperson Testtest constructorperson MyClassmyclass constructor

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      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");  }}

test static 1test static 2

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  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。

 

 参考资料:

  http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/18771/

  http://www.51cto.com/specbook/24/35011.htm

  http://blog.csdn.net/zhu_apollo/article/details/1888219

  http://blog.sina.com.cn/s/blog_70b845780100n9zz.html

  http://hi.baidu.com/yuiezt/item/b71ff5fbfe9c385cc8f3370d

  http://bbs.csdn.net/topics/330251070

  http://yezixingchen.iteye.com/blog/1597186

  《Java编程思想》


作者:海子
    出处:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/
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