面向对象之this、static和单例设计模式

 

this关键字

static关键字

单例设计模式

1、this关键字

this:代表对象。就是所在函数所属对象的引用。

this特点：this代表其所在函数所属对象的引用。换言之，this代本类对象的引用。

this:看上去，是用于区分局部变量和成员变量同名情况。

this为什么可以解决这个问题？

因为this代本类对象的引用。

this到底代表什么呢？

哪个对象调用了this所在的函数，this就代表哪个对象，就是哪个对象的引用。

开发时，什么时候使用this呢？

当定义类中功能时，该函数内部要用到调用该函数的对象时，这时用this来表示这个对象。

        但凡本类功能内部使用了了本类对象，都用this表示。

this 还可以用于构造函数间的调用。

调用格式：this(实际参数)；

this对象后面跟上 .  调用的是成员属性和成员方法(一般方法)；

this对象后面跟上 () 调用的是本类中的对应参数的构造函数。

注意：this语句 :用于构造函数之间进行互相调用。用this调用构造函数，必须定义在构造函数的第一行。因为构造函数是用于初始化的，所以初始化动作一定要先执行。否则编译失败。

class Person
{
	private String name;
	private int age;
	Person(int age)
	{
         this();//this语句 :用于构造函数之间进行互相调用。
		this.age = age;
	}
	Person(String name)
	{
        this(name);
		this.name = name;
	}
	Person(String name,int age)
	{
         this("hah");
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	public void speak()
	{
		System.out.println("name="+this.name+"...age="+this.age);
		this.show();
	}
	public void show()
	{
		System.out.println(this.name);
	}
	/*
	需求：给人定义一个用于比较年龄是否相同的功能。也就是是否是同龄人。
	*/
	public boolean compare(Person p)
	{
		return this.age==p.age;
	}
}
class PersonDemo3 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Person p1 = new Person(20);
		Person p2 = new Person(25);
		boolean b = p1.compare(p2);
		System.out.println(b);
	    Person p = new Person("lisi");
		Person p1 = new Person("zhangsan");
		p.speak();
		p1.speak();
		p.speak();	}
}

对象的初始化过程图解：

对象调用方法的过程：

2、static：★★★静态关键字

2.1 用法：是一个修饰符，用于修饰成员(成员变量，成员函数).

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。

写法格式：类名.静态成员。

2.2 static特点：

1)       随着类的加载而加载。

    也就说：静态会随着类的消失而消失。说明它的生命周期最长。

2)       优先于的对象存在

明确一点：静态是先存在。对象是后存在的。

3)      被所有对象所共享，也就是想要实现对象中的共性数据的对象共享。可以将这个数据进行静态修饰。

4)       可以直接被类名所调用。也就是说，静态的成员多了一种调用方式。类名.静态方式。

 

2.3 实例变量和类变量的区别：

1，成员变量所属于对象。所以也称为实例变量。

静态变量所属于类。所以也称为类变量。

2，成员变量存在于堆内存中。

静态变量存在于方法区中。

3，成员变量随着对象创建而存在。随着对象被回收而消失。

静态变量随着类的加载而存在。随着类的消失而消失。

4，成员变量只能被对象所调用 。

静态变量可以被对象调用，也可以被类名调用。

所以，成员变量可以称为对象的特有数据，静态变量称为对象的共享数据。

总之，区别概述为两个方面：

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。也成为成员变量

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。

静态的注意：静态的生命周期很长。

2.4 静态使用注意事项：

1)       静态方法只能访问静态成员。不可以访问非静态成员。

因为静态方法加载时，优先于对象存在，所以没有办法访问对象中的成员。

     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。

又因为this代表对象，而静态在时，有可能没有对象，所以this无法使用。

3)       主函数是静态的。

2.5 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：

a)       生命周期过长。

b)       访问出现局限性。(静态虽好，只能访问静态。)

总之，有些数据是对象特有的数据，是不可以被静态修饰的。因为那样的话，特有数据会变成对象的共享数据。这样对事物的描述就出了问题。所以，在定义静态时，必须要明确，这个数据是否是被对象所共享的。

class Person
{
	String name;//成员变量，实例变量。
	static String country = "CN";//静态的成员变量，类变量。
	public static void show()
	{
		System.out.println("::::");
		this.haha();
	}
	public void haha()
	{}
}
class  StaticDemo
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Person p = new Person();
		p.name = "zhangsan";
		p.show();
		System.out.println(p.country);
		System.out.println(Person.country);
		Person.show();
	}
} 

2.6 什么时候定义静态成员呢？或者说：定义成员时，到底需不需要被静态修饰呢？

成员分两种：

1，成员变量。（数据共享时静态化）

该成员变量的数据是否是所有对象都一样：

如果是，那么该变量需要被静态修饰，因为是共享的数据。

如果不是，那么就说这是对象的特有数据，要存储到对象中。

2，成员函数。（方法中没有调用特有数据时就定义成静态）

    如果判断成员函数是否需要被静态修饰呢？

    只要参考，该函数内是否访问了对象中的特有数据：

    如果有访问特有数据，那方法不能被静态修饰。

    如果没有访问过特有数据，那么这个方法需要被静态修饰。

2.7 静态代码块

静态代码块：就是一个有静态关键字标示的一个代码块区域。定义在类中。

作用：可以完成类的初始化。静态代码块随着类的加载而执行，而且只执行一次（new 多个对象就只执行一次）。如果和主函数在同一类中，优先于主函数执行。

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的。

静态代码块、构造代码块、构造函数同时存在时的执行顺序：静态代码块à构造代码块à构造函数；

什么使用静态？

要从两方面下：

因为静态修饰的内容有成员变量和函数。

1)      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呢？

当功能内部没有访问到肺静态数据(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。

静态后

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。

帮助文档的制作

开始制作程序的说明书，java的说明书通过文档注释来完成。

Jdk->bin->javadoc.exe

Javadoc –d空格myhelp –author –version ArrayTool.java

生成后看index.html

类要是public修饰

这是一个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。

//javadoc -d myhelp -author -version ArrayTool.java

public class ArrayTool
{
	/**
	空参数构造函数。
	*/
	private ArrayTool(){}
	/**
	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 x=1; x<arr.length; x++)
		{
			if(arr[x]>arr[max])
				max = x;
		}
		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 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 接收一个int类型的数组。
	*/
	public static void selectSort(int[] arr)
	{
		for (int x=0; x<arr.length-1 ; 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 接收一个int类型的数组。
	*/
	public static void bubbleSort(int[] arr)
	{
		for (int x=0; x<arr.length-1 ; 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.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 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];
	}
}
class Test
{
	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];
	}
}

总之，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。

如果类被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public修饰。

默认构造构造函数的权限是随着的类的变化而变化的。

2.8 主函数

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 static void main(String[] args)

 

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[] arr）: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。字符串类型的数组.

JVM在调用主函数时，传递的实际参数的是new String[0];

主函数是固定格式的：JVM识别。

JVM默认传递的是长度为0的字符串数组，我们在运行该类时，也可以指定具体的参数进行传递。可以在控制台，运行该类时，在后面加入参数。参数之间通过空格隔开。JVM会自动将这些字符串参数作为args数组中的元素，进行存储。

生成Java帮助文档：命令格式：javadoc –d文件夹名–auther –version *.java

/**     //格式

*类描述

*@author 作者名

*@version 版本号

*/

/**

*方法描述

*@param  参数描述

*@return  返回值描述

*/

3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。。是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

java中有23种设计模式：

单例设计模式

解决的问题：保证一个类在内存中的对象唯一性。即解决一个类在内存只存在一个对象。

比如：多程序读取一个配置文件时，建议配置文件封装成对象。会方便操作其中数据，又要保证多个程序读到的是同一个配置文件对象，就需要该配置文件对象在内存中是唯一的。

Runtime()方法就是单例设计模式进行设计的。

如何保证对象唯一性呢？

1，先禁止其他程序建立该类对象，为了避免其他程序过多建立该类对象。

2，在本类中，自定义一个本类对象，为了让其他程序可以访问到该类对象。

3，可以对外提供一些访问方式，为了方便其他程序获取自定义对象。

步骤：

1，因为创建对象都需要构造函数初始化，只要将本类中的构造函数私有化，其他程序就无法再创建该类对象；

2，就在类中创建一个本类的对象；

3，定义一个方法，返回该对象，让其他程序可以通过方法就得到本类对象。（作用：可控）

代码体现：

1，私有化构造函数；

2，创建私有并静态的本类对象；

3，定义公有并静态的方法，返回该对象。

注：

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。

称为：饿汉式。是先初始化对象

//Single类一进内存，就已经创建好了对象。

class Single
{
//私有化构造函数。	
private Single(){}
//创建私有并静态的本类对象。
	private static Single s = new Single();
//定义公有并静态的方法，返回该对象。
	public static Single getInstance()
	{
		return s;
	}
}

饿汉式图解：

 

成为：懒汉式，对象是方法被调用时，才初始化，也叫做对象的延时加载。

//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)
		{
			synchronized(Single.class)// 由于对象不唯一了synchronized锁一样，解决方案，加上这个程序的效率就低了，
			{				
				if(s==null)
					s = new Single();
			}
		}
		return s;
	}
}

记录原则：定义单例，建议使用饿汉式，面试懒汉式

饿汉式加载类的时候就创建对象了

懒汉式调用方法的时候才建立对象

懒汉式存在安全问题.在多线程的情况下

需要加锁.,但是效率不高.解决效率问题需要双重判断

懒汉式锁是该类所属的字节码文件对象。

 

———寄语：我要像蜗牛一样慢慢爬向自己梦想的彼岸，也许有时我会迷茫，也许有时我会沮丧，但我会一直怀揣着梦想，一直爬一直爬，爬到我梦想实现的那一天。我为自己加油！濛濛加油！———      濛濛