JAVASE_06天_@面向对象_构造和静态和单例设计模式

1.关键字static
1.1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)------------静态的成员变量,也叫类变量,类方法

1. 静态内容被类的所有对象所共享..--放在了方法区(共享区,数据区),

2.局部变量无法使用static修饰符

3. 类名可以直接调用



当成员被静态修饰后,就多了一种调用方式,除了可以被对象调用外,还可以直接被类名调用. 形式:类名.静态成员 
1.2,static特点:
        1.随着类的加载而加载.随着类的消失而消失,,,,,说明它的生命周期最长.
                类加载时,成员变量(实例变量)不存在,当创建对象时,才存在
        2.优先于对象存在
        3.被所有对象所共享
        4.可以直接被类名所调用

1.3,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与方法区中.
            实例变量随着对象的建立而存在与堆内存中
    2.生命周期
            类变量生命周期长,随着类的消失而消失
            实例变量生变周期随着对象的消失而消失


1.4,静态使用注意事项:
        1.静态方法只能访问静态成员.----错误提示:无法从静态上下文中引用非静态变量
                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
利处: 对对象的共享数据进行单独空间的存储,节省空间.
        没有必要每一个对象中都存储一份.
         可以直接被类名调用
弊端: 上生命周期过长.
         访问出现局限性.(静态虽好.只能访问静态)
1.5,java 类加载过程(静态变量、成员变量、静态块、静态方法、构造方法)
静态变量——>静态块——>成员变量——>构造代码块——>构造函数——>静态方法
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class ClassLoad{
    static int number = 1;//静态变量(类变量)
    int xmember = 7;//成员变量
    ClassLoad(){
        System.out.println("构造函数运行了"+number+xmember);//编译通过
    }
    static{
        System.out.println("静态代码块运行了"+number);//既然能调用说明静态变量先入内存
        //System.out.println(xmember);//编译失败,说明成员变量还未初始化
    }
    {
        System.out.println("构造代码块运行了"+number+xmember);//编译通过
    }
    public static void show(){
        number = number+5;
    }
}
public class  Client{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(ClassLoad.number);
        ClassLoad t2 = new ClassLoad();
        ClassLoad.show();//
    }
}

2.主函数main
/*
 * 主函数:是一个特殊的函数.作为程序的入口,可以被jvm调用
 * 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,字符串类型的数组args是arguments的缩写
 * jvm在调用主函数时,传入的是new String[0];
 * 主函数是固定格式的:JVM识别
 */
public class MainDemo {
    public static void main(String[] args){
        String[] arr = {"heihei","haha","hehe","hiahia"};
        MainTest.main(arr);
    }
 
}
class MainTest{
    public static void main(String[] args){
         
    }
}

3.静态---什么时候使用
        1.什么时候定义静态变量(类变量)?
                当对象中出现共享数据时(不是相同属性),该数据被静态所修饰
                对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中
        2.什么时候定义静态函数?
                 当功能内部没有访问到非静态数据(对象的特有数据);



4.静态的应用----工具类
 * 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对象并未封装特有数据。
 *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static的。直接通过类名调用即可。
将方法都静态后,可以方便于使用,但是该类还是可以被其他程序建立对象的。
为了更为严谨,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,对方去不清楚。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。
 */
/**
 *这是一个看可以对数组进行操作的工具类,该类中提供了,获取最值,排序等功能.
 *@author Administer
 *@version v1.1
 *
 */
public  class ArrayTool {
    /**
     * 空参数构造函数
     */
    private ArrayTool(){}//将方法都静态后,可以方便于使用,但是该类还是可以被其他程序建立对象的。
                         //为了更为严谨,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。
    /**
     *获取一个整形数组中的最大值。
     *@param arr 接收一个int类型的数组。
     *@return 会返回一个该数组中最大值。
     */
    public static int getMax(int[] arr){
        int max = 0;
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            if(arr[i]>arr[max]){
                max = i;
            }
        }
        return arr[max];
    }
    /**
     *获取一个整形数组中的最小值。
     *@param arr 接收一个int类型的数组。
     *@return 会返回一个该数组中最小值。
     */
    public static int getMix(int[] arr){
        int min = 0;
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            if(arr[i]>arr[min]){
                min = i;
            }
        }
        return arr[min];
    }
    /**
    给int数组进行选择排序。
    @param arr 接收一个int类型的数组。
    */
    public static void selectSort(int[] arr){
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            for(int j=i;j<arr.length;j++){
                if(arr[i]>arr[j]){
                    swap(arr,i,j);
                }
            }
        }
    }
    /**
    给int数组进行冒泡排序。
    @param arr 接收一个int类型的数组。
    */
    public static void bubbleSort(int[] arr){
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++){
                if(arr[j]>arr[j+1]){
                    swap(arr,j,j+1);
                }
                 
            }
        }
    }
    /**
    给数组中元素进行位置的置换。
    @param arr  接收一个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, element2, ...]
    */
    public static void printArray(int[] arr){
        System.out.println("[");
        for(int x=0;x<arr.length;x++){
            if(x!=arr.length-1){
                System.out.println(arr[x]+" ,");
            }
            else {
                System.out.println(arr[x]+"]");
            }
             
        }
    }
}


5.帮助文档的制作   
   javadoc的java文件中类必须是public

   代码在上面
  命令: javadoc -d myhelp -author - version Arraytool.java
javadoc生成的就是API---Application_Program_Interface




6.静态代码块

/*
 * 静态代码块:给类初始化
 * 格式:
 *static{
 *   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,无论在什么地方
 */
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//代码一
class StaticCode{
    {
        System.out.print("a");//构造代码块
    }
    static{
        System.out.print("b");//
    }
}
public class StaticCodeDemo{
    static{
        System.out.print("c");
    }
    public static void main(String[] args){
        new StaticCode();
        new StaticCode();//此句代码会执行,但是内存里面.class文件已经加载,因此里面的静态代码块不会执行
        StaticCode s = null;
        System.out.print("d");
    }
    static{
        System.out.print("e");
    }
//结果cebaad
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//方法二
class StaticCode{
    int num = 9;
      
    {//构造代码块,给对象初始化
        System.out.print("a"+num);//注意:字符串加号问题,this可以省略
    }
    static{//静态代码块,给类初始化
//      System.out.print("b"+mum);//无法从静态上下文中引用非静态变量,如果将num加上static修饰就可以
        System.out.print("b");
    }
    StaticCode(){//构造函数
        System.out.println("c");
    }
    StaticCode(int x){//带参数的构造函数
        System.out.println("d");
    }
}
public class StaticCodeDemo{
    public static void main(String[] args){
        new StaticCode(4);//到带参数的构造函数
    }
//结果ba9d,
}
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//代码三
//简单的代码块
public void show(){
        {
            System.out.println("xxxxxxxx");
        }
}





7.对象的初始化过程

/*
Person p = new Person("zhangsan",20);
 
该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,将内存地址付给栈内存中的p变量。
 
*/
如图所示:






8.对象调用成员变量





9. 单例设计模式方式一
/*
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,
单例设计模式:解决一个类在内存只存在一个对象。
 
 
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。
 
这三部怎么用代码体现呢?
1,将构造函数私有化.
2,在本类中创建一个静态的本类对象,以为方法是静态的!!
3,提供一个方法可以获取到该对象。
注意:本类对象和属性全部私有!,对象和方法全部static

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。
*/
 完整代码:本例中只有一个对象,3个引用s, s1, s2.
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class Student{
    private String name;
      
    private Student(){}//将构造函数私有化
    private static Student s = new Student();//在本类中创建一个本类对象
    public static Student getInstance(){//提供获取该对象 
        return s;
    }
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    
}
public class SingleDemo {
    public static void main(String[] args){
        Student s1 = Student.getInstance();
        Student s2 = Student.getInstance();//只有一个对象
    }
}

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10.单例设计模式方式二
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称为:饿汉式。------开发常用
 这个是先初始化对象。
Single类已加载,就已经创建好了对象。此时方式去中s已经有对象的引用地址
class Single{
    private static Single s = new Single();
    private Single(){}
    public static Single getInstance(){
        return s;
    }
}
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/*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。------------面试考
Single类加载,s=null,此时对象还未存在,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){
            //双重判断, 只在第一次创建实例时才同步,以后就不需要同步了提好了效率
            synchronized(Single.class){ 
                if(s==null)
                    s = new Single();
            }
        }
        return s;
    }
}
//记录原则:定义单例,建议使用饿汉式。

比较上面两种写法:

饿汉式是典型的空间换时间,当类装载的时候就会创建类实例,不管你用不用,先创建出来,然后每次调用的时候,就不需要再判断了,节省了运行时间。


懒汉式是典型的时间换空间,也就是每次获取实例都会进行判断,看是否需要创建实例,浪费判断的时间。当然,如果一直没有人使用的话,那就不会创建实例,则节约内存空间。


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