Java静态特性详解-优快云博客

本文深入讲解Java中的静态关键字static的用法，包括静态成员变量、静态方法的特点与使用注意事项，探讨实例变量与类变量的区别，以及如何利用静态特性实现工具类和单例模式。

static关键字

静态：static
用法：是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量，成员函数）(只能修饰成员，不能修饰局部)
当成员被静态修饰后，就多了一个调用方式，除了可以被对象调用外，
还可以直接被类名调用。类名.静态成员

static的特点：
1.随着类的加载而加载
也就是说，静态会随着类的消失而消失。说明它的生命周期最长
2.优先于对象存在
所以才会直接用类名调用，当时对象还不存在
明确一点：静态是先存在的，对象是后存在的
3.被所有对象所共享
4.可以直接被类名所调用

class person
{
    String name;//成员变量，实例变量。（对象的变量）对象存在才存在
    static String country = "CN";//静态的成员变量，类变量。类存在就存在

}

class staticDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(person.country);//类名.静态成员
    }
}

实例变量和类变量的区别
1.存放位置
类变量随着类的加载而存在于方法区中。
实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中。
2.生命周期
类变量生命周期最长，随着类的消失而消失
实例变量生命周期随着对象的消失而消失

静态的使用注意事项：
1.静态方法只能访问静态成员，方法
非静态方法既可以访问静态，也可以访问非静态
2.静态方法中不可以定义this，super关键字
因为静态优先于对象存在，所以静态方法中不可以出现this
3.主函数是静态的

静态有利有弊
利：对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间。没有必要每个对象都存储一份
可以直接被类名调用

弊：生命周期过长
访问出现局限性（静态虽好，只能访问静态）

main函数

public static void main(String[] args) 虚拟机只要这个主函数

主函数：是一个特别的函数，作为程序的入口，可以被jvm调用
它是程序的起始点

主函数的定义：
public：代表着该函数访问权限是最大的
static：代表主函数随着类的加载就已经存在了
void：主函数没有具体的返回值
main：不是关键字，但是是一个特殊的单词，可以被jvm识别
(String[] args)：函数的参数，参数类型是一个数组，该数组中的元素是字符串。也就是字符串类型的数组。

主函数是固定格式的：jvm识别

jvm在调用主函数时，传入的是new String[0];

class mainDemo
{
    public static void main(int x)//函数名相同，参数列表不一样 重载
    {

    }

    public static void main(String[] args,int x)
    {
        System.out.println();
    }
    public static void main(String[] args){}
}

什么时候使用静态？

要从两方面下手：
因为静态修饰的内容有成员变量和成员函数
什么时候定义静态变量（类变量）呢？
当对象中出现共享数据时，该数据被静态修饰。
对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中

什么时候定义静态函数呢？
当功能内部没有访问到非静态数据（对象的特有数据），
那么该功能可以定义成静态的。

静态的应用

每一个应用程序中都有共性的功能，
可以将这些功能进行抽取，独立封装
以便复用。

虽然可以通过建立ArrayTool的对象使用这些工具方法，对数组进行操作
发现了问题：
1，对象是用于封装数据的，可是ArrayTool对象并没有封装特有数据
2，操作数组的每一个方法都没有用到ArrayTool对象中的特有数据

这时就考虑，让程序更严谨，是不需要对象的
可以将ArrayTool中的方法都定义成静态的，直接通过类名调用即可

将方法都静态后，可以方便使用，但是该类还是可以被其他程序建立对象的
为了更加严谨，强制让该类不能建立对象
可以通过将构造函数私有化完成。

接下来，将ArrayTool.class文件发送给其他人，其他人只要将该文件设置到classpath路径下，就可以使用该工具类
但是很遗憾，该类中到底定义了多少个方法，对方却不清楚。因为该类并没有使用说明书。
开始制作程序的说明书。java的说明书通过文档注释来完成。

public class ArrayTool
{
    /**
    空参数构造函数。
    */

    private ArrayTool(){}  //私有化

    /**
    获取一个整型数组的最大值
    @param arr 接受一个int类型的数组
    @return 会返回一个该数组的最大值
    */
    public static int getMax(int[] arr)
    {
        int max = 0;
        for(int x= 1;x<arr.length;x++)
        {
            if(arr[x]>arr[max])
                max = x;
        }
        return arr[max];
    }

    /**
    获取一个整型数组的最小值
    @param arr 接受一个int类型的数组
    @return 会返回一个该数组的最小值
    */
    public static int getMin(int[] arr)
    {
        int min = 0;
        for(int x=1;x<arr.length;x++)
        {
            if(arr[x]<arr[min])
                min = x;
        }
        return arr[min];
    }

    /**
    给int数组进行选择排序。
    @param arr 接受一个int类型的数组
    */
    public static void selectSort(int[] arr)
    {
        for (int x=0;x<arr.length;x++)
        {
            for(int y=x+1;y<arr.length;y++)
            {
                if(arr[x]>arr[y])
                {
                    swap(arr,x,y);
                }
            }
        }
    }
    /**
    给int数组进行冒泡排序。
    @param arr 接受一个int类型的数组
    */
    public static void bubbleSort(int[] arr)
    {
        for(int x=0;x<arr.length;x++)
        {
            for(int y=0;y<arr.length-x-1;y++)
            {
                if(arr[y]>arr[y+1])
                {
                    swap(arr,y,y+1);
                }
            }
        }
    }
    /**
    给数组中的元素进行位置的置换
    @param arr 接受一个int类型的数组
    @param a 要置换的位置
    @param b 要置换的位置
    */

    private static void swap(int[] arr,int a,int b)
    {
        int temp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = temp;
    }

    /**
    用于打印数组中的元素，打印形式是：[elemet1 ,elemet2 , ...]
    */
    public static void printArray(int[] arr)
    {
        System.out.print("[");
        for(int x=0;x<arr.length;x++)
        {
            if(x!=arr.length-1)
                System.out.print(arr[x]+",");
            else
                System.out.println(arr[x]+"]");
        }
    }
}


/*
class Demo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //int[] arr = {3,4,1,8};

        int[] arr = {3,4,19,8};

        int max = getMax(arr);

        System.out.println("max="+max);
    }
    public static int getMax(int[] arr)
    {
        int max = 0;
        for(int x= 1;x<arr.length;x++)
        {
            if(arr[x]>arr[max])
                max = x;
        }
        return arr[max];
    }

}

一个类中默认会有一个空参数的构造函数
这个默认的构造函数的权限和所属类一致
这个类被public修饰，那么默认的构造函数也带public修饰符
如果类没有被public修饰，那么默认的构造函数也没有被public修饰。

静态代码块

静态代码块
格式：
static
{
静态代码块中的执行语句。
}

特点：随着类的加载而执行，只执行一次，并优先于主函数。
用于给类进行初始化

class StaticCode
{
    static
    {
        System.out.println("a");
    }
}

class StaticCodeDemo
{
    static
    {
        System.out.println("b");
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        new StaticCode();
        new StaticCode();//第二次不执行
        System.out.println("over");
    }
    static
    {
        System.out.println("c");
    }
}

打印结果：b c a over

person p = new person(“zhangsan”,20);
这句话都做了什么事情？
1，因为new用到了person.class所以会先找到person.class文件并加载到内存中。
2，执行该类中的static代码块（如果有的话），给person.class类进行初始化。
3，在堆内存中开辟出空间，分配内存地址
4，在堆内存中建立对象的特有属性，并进行默认初始化
5，对属性进行显示初始化
6，对对象进行构造代码块初始化
7，对对象进行对应的构造函数初始化
8，将内存地址赋给内存中的P变量

初始化顺序：
静态代码块初始化>默认初始化>显示初始化>构造代码块初始化>构造函数初始化

单例设计模式

设计模式：解决某一类问题最行之有效的方法
java中有23种设计模式：其中一种
单例设计模式：解决一个类在内存中只存在一个对象

想要保证对象唯一。
1，为了避免其他程序过多建立该类对象。先禁止其他程序建立该类对象
2，还为了让其他程序可以访问到该类对象，只好在本类中，自定义一个对象
3，为了方便其他程序对自定义对象的访问，可以对外提供一些访问方式

这三部用代码体现：
1，将构造函数私有化
2，在类中创建一个本类对象
3，提供一个方法可以获取到该对象

对于事物该怎么描述，还怎么描述
当需要将该事物的对象保证在内存中唯一时，就将以上的三步加上即可。

class Single
{

    private Single(){}                         //1

    private static Single s = new Single();    //2

    public static Single getInstance()         //3
    {
        return s;
    }
}

class SingleDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Single ss = Single.getInstance();
    }
}

这个是先初始化对象。
称为：饿汉式。
Single类一进内存，就已经创建好了对象
开发一般用饿汉式

class Single
{
    private static Single s = new Single();
    private Single(){}
    public static Single getInstance()
    {
        return s;
    }
}

对象是方法被调用时，才初始化，也叫做对象的延时加载。
称为：懒汉式。
Single类进内存，对象还没有存在，只有调用了getInstance方法时，才建立对象。

class Single
{
    private static Single s = null;
    private Single(){}
    public static Single getInstance()
    {
        if(s==null)
            s = new Single();
        return s;
    }
}