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Java基礎(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，可以提高程序的運行性能，優化程序的結構。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，通常用於修飾變量和方法，如開發過程中用到的字典類數據都會用到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變量

  2. static方法

  3. static代碼塊

  4. static內部類

  5. static包內導入


static修飾的變量、方法、代碼塊、內部類在類加載期間就已經完成初始化，存儲在Java Heap（JDK7.0之前存儲在方法區）中靜態存儲區，因此static優於對象而存在。


static修飾的成員（變量、方法）被所有對象所共享，也叫靜態變量或靜態方法，可直接通過類調用（也建議通過類調用）。


二. static 變量


static變量隨着類的加載而存在，隨着類的消失而消失，當類被加載時，就會為靜態變量在Java Heap中分配內存空間，可以通過【類.變量名】和【對象.變量名】的方式調用，建議直接使用【類.變量名】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量是對所有對象共享，一個對象對其值的改動，直接就會造成另一個對象取值的不同。


什麼時候使用static變量？


作為共享變量使用，通常搭配final關鍵字一起使用，比如我們常用的字典類數據；


private static final String GENERAL_MAN = "man";


減少對象的創建，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);


始終返回同一變量，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（靜態變量、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；因為靜態成員優於對象而存在，因此無法調用和對象相關的關鍵字，如this,super，無法通過關鍵字訪問對象資源。


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對象無法的工廠方法、工具方法。如Math.sqrt()，Arrays.sort()，StringUtils.isEmpty()等。


四. static 代碼塊


static代碼塊相對於static變量和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代碼塊在加載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代碼塊？


一般在進行初始化操作時，比如讀取配置文件信息，獲取當前服務器參數等


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";    //非靜態變量    
     private static String str1 = "hello";  //靜態變量   
     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
可定義普通變量和方法，也可定義靜態變量和方法 可定義普通變量和方法，不可定義靜態變量和方法
可以調用外部類的靜態成員，不能調用外部類的普通成員 可調用外部類的普通成員和靜態成員 

public static void main(String[] args) {
     //創建靜態內部類實例    
     StaticInnerClass staticInnerClass = new StaticInnerClass();    
     //調用靜態內部類方法    
     staticInnerClass.getMessage();    
     //創建靜態內部類實例    
     StaticCouter.StaticInnerClass staticInnerClass1 = new staticCouter.StaticInnerClass();    
     //調用靜態內部類方法
     staticInnerClass1.getMessage();
     //創建普通內部類實例
     StaticCouter.NormalInnerClass normalInnerClass = new StaticCouter().new NormalInnerClass();
     //調用普通內部類方法
     normalInnerClass.getMessage();
 }

六. static包內導入


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包導入目的就是去掉重複的Arrays類名調用


通過在頂部引入


import static java.util.Arrays.*


即可把Arrays類中所有的靜態變量，方法，內部類等都引入當前類中，調用時直接調用sort(arra)，asList(arra)，


java5后引入的，不常用，調用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變量，static方法，static代碼塊，static內部類，static包內導入，若有不對之處，請批評指正，望共同進步，謝謝！

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