Java 中 `static` 关键字的作用详解

梦幻南瓜

于 2025-03-13 15:29:52 发布

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分类专栏： java 文章标签： java 开发语言

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在 Java 中，static 是一个重要的关键字，用于修饰类的成员（变量、方法、代码块和内部类）。static 关键字的主要作用是定义与类相关而不是与实例相关的成员。本文将详细解析 static 关键字的作用及其使用场景。

1. `static` 修饰变量

1.1 静态变量（类变量）

静态变量属于类，而不是类的某个实例。所有实例共享同一个静态变量。

示例

class MyClass {
    static int count = 0; // 静态变量

    MyClass() {
        count++; // 每次创建实例时，count 自增
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj1 = new MyClass();
        MyClass obj2 = new MyClass();
        System.out.println(MyClass.count); // 输出: 2
    }
}

1.2 特点

共享性：所有实例共享同一个静态变量。
内存分配：静态变量在类加载时分配内存，生命周期与类相同。
访问方式：可以通过类名直接访问，也可以通过实例访问（不推荐）。

2. `static` 修饰方法

2.1 静态方法（类方法）

静态方法属于类，而不是类的某个实例。静态方法可以直接通过类名调用，无需创建实例。

示例

class MathUtils {
    static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int result = MathUtils.add(10, 20); // 通过类名调用静态方法
        System.out.println(result); // 输出: 30
    }
}

2.2 特点

无需实例：可以直接通过类名调用。
限制：静态方法中不能直接访问实例变量和实例方法（因为实例可能不存在）。
工具类：常用于工具类方法，如 Math 类中的方法。

3. `static` 修饰代码块

3.1 静态代码块

静态代码块在类加载时执行，用于初始化静态变量或执行一些静态初始化操作。

示例

class MyClass {
    static int count;

    static {
        count = 10; // 静态代码块初始化静态变量
        System.out.println("Static block executed");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyClass.count); // 输出: Static block executed 10
    }
}

3.2 特点

执行时机：在类加载时执行，且只执行一次。
用途：常用于加载配置文件、初始化静态资源等。

4. `static` 修饰内部类

4.1 静态内部类

静态内部类是定义在类中的静态成员类。它与外部类的实例无关，可以直接通过外部类名访问。

示例

class OuterClass {
    static class InnerClass {
        void display() {
            System.out.println("Inside static inner class");
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        OuterClass.InnerClass inner = new OuterClass.InnerClass(); // 直接创建静态内部类实例
        inner.display(); // 输出: Inside static inner class
    }
}

4.2 特点

独立性：静态内部类不依赖于外部类的实例。
访问限制：静态内部类只能访问外部类的静态成员。

5. `static` 的使用场景

5.1 工具类

工具类中的方法通常是静态的，方便直接调用。例如 Math 类中的 sqrt()、abs() 等方法。

5.2 常量定义

静态变量常用于定义常量，结合 final 关键字使用。

class Constants {
    static final double PI = 3.14159;
}

5.3 单例模式

静态变量和静态方法常用于实现单例模式。

class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}