JavaSE13——static、final关键字

1 static关键字

1.1 static概述

static 关键字它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属于某个对象的。被static修饰的成员由该类的所有实例（对象）共享；

Java中的static关键字用于声明静态变量、静态方法和静态代码块。下面分别介绍一下它们的作用：

1. 静态变量（static variable）：使用static关键字声明的变量称为静态变量，也叫类变量。静态变量属于类而不是对象，它在类加载时初始化，并且所有对象共享相同的静态变量。静态变量可以直接通过类名访问，无需创建对象。
2. 静态方法（static method）：使用static关键字声明的方法称为静态方法，也叫类方法。静态方法没有this指针，无法访问实例成员变量和非静态成员方法，只能调用其他静态方法或访问静态变量。可以通过类名直接调用静态方法。
3. 静态代码块（static block）：使用static关键字定义的代码块称为静态代码块。静态代码块在类加载时被执行，用于对静态变量进行初始化或进行一些静态操作。静态代码块只会执行一次

1.2 定义和使用格式

类变量

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作，因为该变量属于类，而不是某个对象。

• 类变量： 使用 static关键字修饰的成员变量。

定义格式：

static 数据类型 变量名;

举例：

static int numberID;

现在想为每一位新来报到的同学编学号（sid），从第一名同学开始，sid为1，以此类推。学号必须是唯一的，连续的，这样以便知道，要分配给下一名新同学的学号是多少。这样我们就需要一个变量，与单独的每一个学生对象无关，而是与整个班级同学数量有关。

所以，我们可以这样定义一个静态变量numberID，代码如下：

public class demo01 {
    public static void main(String[] args) {

        Student s1 = new Student("张三", 23);
        Student s2 = new Student("李四", 24);
        Student s3 = new Student("王五", 25);
        Student s4 = new Student("赵六", 26);

        s1.show(); // Student : name=张三, age=23, sid=1
        s2.show(); // Student : name=李四, age=24, sid=2
        s3.show(); // Student : name=王五, age=25, sid=3
        s4.show(); // Student : name=赵六, age=26, sid=4
    }
}

class Student {
    // 存储到底创建了多少个学生
    static int numberID = 0;
    int sid;
    String name;
    int age;

    public Student() {
        // 每次创建一个学生,id都自增1
        numberID++;
        sid=numberID;
    }

    public Student(String name, int age) {
        // 每次创建一个学生,id都自增1
        numberID++;
        sid=numberID;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void show() {
        System.out.println("sid: " + sid + "-name: " + name + "-age: " + age);
    }
}

静态方法

当 static 修饰成员方法时，该方法称为类方法。静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

• 类方法：使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。

定义格式：

修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表) { 
	// 执行语句
}

举例：在Student类中定义静态方法

public static void showNum() {
    System.out.println("numberID:" + numberID);
}

• 静态方法调用的注意事项：
  • 静态方法可以直接访问类变量（被static修饰的变量）和静态方法。（静态方法能够访问静态资源）
  • 静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
  • 静态方法中，不能使用this关键字。

tips：静态方法只能访问静态成员。

调用格式

被static修饰的成员可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。

格式：

// 访问类变量
类名.类变量名；

// 调用静态方法
类名.静态方法名(参数)；

调用演示，代码如下：

public static void main(String[] args) {
    // 访问类变量
    System.out.println(Student.numberID);
    // 调用静态方法
    Student.showNum();
}

2 final关键字

2.1 final介绍

fianl是Java中的一个关键字，中文含义是"最终的"，fianl可以修饰类、方法、变量等；

在Java中，final关键字可以用来修饰类、方法和变量，具有不同的含义和用法。

1. final类：使用final关键字修饰的类称为final类。final类是最终的类，不能被继承。通常情况下，final类是为了安全和性能考虑而设计的，例如Java标准库中的String类就是一个final类。
2. final方法：使用final关键字修饰的方法称为final方法。final方法不能被子类重写或覆盖。通常情况下，final方法是为了避免子类对其进行修改，保证方法的行为一致性。
3. final变量：使用final关键字修饰的变量称为final变量。final变量是一个常量，只能被赋值一次，赋值后不能再改变。通常情况下，final变量用大写字母命名，用于表示常量或不可变的值。

使用final关键字可以带来以下好处：

• 增加安全性：final类、方法和变量可以避免被修改或继承，保护代码的安全性。
• 提高性能：对于final变量和方法，JVM可以进行优化，提高程序的执行效率。
• 提供清晰的语义：final关键字可以明确表示某个类、方法或变量的用途和行为，提高代码的可读性和可理解性。

2.2 fianl关键字的特点

修饰类：

• final修饰的类不能被继承。提高安全性，提高程序的可读性；

final class A{
}
class B extends A{     // 错误,被final修饰的类不能被继承。
}

修饰方法：

• final修饰的方法不能被子类重写

class A{
    public final void method(){
        System.out.println("hello");
    }
}
class B extends A{
    public void method(){   // 错误,被final修饰的方法不能被重写
        System.out.println("Hi");
    }
}

修饰变量：

• final修饰的变量（成员变量或局部变量）只能被赋值一次；因此被final修饰的变量我们称为常量，通常全大写命名；

  class  A{
      private final double PI = 3.14;     //  声明常量
      public void print(){
          PI = 3.15;          // 错误,被final修饰的变量是常量(不可更改值)
      }
  }
  
  

注意事项：

需要注意的是，final关键字并不会使对象或变量本身不可变，它只是确保引用不能改变。如果引用的对象是可变的，那么对象的状态仍然可以改变。若要实现不可变对象，可以通过其他方式，如使用不可变类或不可变字段等。