靜態成員變量與非靜態成員變量的區別
以下面的例子為例說明
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package cn.galc.test; public class Cat { /** * 靜態成員變量 */ private static int sid = 0 ; private String name; int id; Cat(String name) { this .name = name; id = sid++; } public void info() { System.out.println( "My Name is " + name + ",NO." + id); } public static void main(String[] args) { Cat.sid = 100 ; Cat mimi = new Cat( "mimi" ); Cat pipi = new Cat( "pipi" ); mimi.info(); pipi.info(); } } |
通過畫內存分析圖了解整個程序的執行過程
執行程序的第一句話:Cat.sid = 100;時,這里的sid是一個靜態成員變量,靜態變量存放在數據區(data seg),所以首先在數據區里面分配一小塊空間sid,第一句話執行完后,sid里面裝著一個值就是100。
此時的內存布局示意圖如下所示
接下來程序執行到:
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Cat mimi = new Cat(“mimi”); |
這里,調用Cat類的構造方法Cat(String name),構造方法的定義如下:
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Cat ( String name){ this .name = name; id=sid++; } |
調用時首先在棧內存里面分配一小塊內存mm,里面裝著可以找到在堆內存里面的Cat類的實例對象的地址,mm就是堆內存里面Cat類對象的引用對象。這個構造方法聲明有字符串類型的形參變量,所以這里把“mimi”作為實參傳遞到構造方法里面,由于字符串常量是分配在數據區存儲的,所以數據區里面多了一小塊內存用來存儲字符串“mimi”。此時的內存分布如下圖所示:
當調用構造方法時,首先在棧內存里面給形參name分配一小塊空間,名字叫name,接下來把”mimi”這個字符串作為實參傳遞給name,字符串也是一種引用類型,除了那四類8種基礎數據類型之外,其他所有的都是引用類型,所以可以認為字符串也是一個對象。所以這里相當于把”mimi”這個對象的引用傳遞給了name,所以現在name指向的是”mimi”。所以此時內存的布局如下圖所示:
接下來執行構造方法體里面的代碼:
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this .name=name; |
這里的this指的是當前的對象,指的是堆內存里面的那只貓。這里把棧里面的name里面裝著的值傳遞給堆內存里面的cat對象的name屬性,所以此時這個name里面裝著的值也是可以找到位于數據區里面的字符串對象“mimi”的,此時這個name也是字符串對象“mimi”的一個引用對象,通過它的屬性值就可以找到位于數據區里面的字符串對象“mimi”。此時的內存分布如下圖所示:
接下來執行方法體內的另一句代碼:
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id=sid++; |
這里是把sid的值傳遞給id,所以id的值是100,sid傳遞完以后,自己再加1,此時sid變成了101。此時的內存布局如下圖所示。
到此,構造方法調用完畢,給這個構造方法分配的局部變量所占的內存空間全部都要消失,所以位于棧空間里面的name這塊內存消失了。棧內存里面指向數據區里面的字符串對象“mimi”的引用也消失了,此時只剩下堆內存里面的指向字符串對象“mimi”的引用沒有消失。此時的內存布局如下圖所示:
接下來執行:
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Cat pipi = new Cat(“pipi”); |
這里是第二次調用構造方法Cat(),整個調用過程與第一次一樣,調用結束后,此時的內存布局如下圖所示:
最后兩句代碼是調用info()方法打印出來,打印結果如下:
通過這個程序,看出來了這個靜態成員變量sid的作用,它可以計數。每當有一只貓new出來的時候,就給它記一個數。讓它自己往上加1。
程序執行完后,內存中的整個布局就如上圖所示了。一直持續到main方法調用完成的前一刻。
這里調用構造方法Cat(String name) 創建出兩只貓,首先在棧內存里面分配兩小塊空間mimi和pipi,里面分別裝著可以找到這兩只貓的地址,mimi和pipi對應著堆內存里面的兩只貓的引用。這里的構造方法聲明有字符串類型的變量,字符串常量是分配在數據區里面的,所以這里會把傳過來的字符串mimi和pipi都存儲到數據區里面。所以數據區里面分配有存儲字符串mimi和pipi的兩小塊內存,里面裝著字符串“mimi”和“pipi”,字符串也是引用類型,除了那四類8種的基礎數據類型之外,其他所有的數據類型都是引用類型。所以可以認為字符串也是一個對象。
這里是new了兩只貓出來,這兩只貓都有自己的id和name屬性,所以這里的id和name都是非靜態成員變量,即沒有static修飾。所以每new出一只新貓,這只新貓都有屬于它自己的id和name,即非靜態成員變量id和name是每一個對象都有單獨的一份。但對于靜態成員變量來說,只有一份,不管new了多少個對象,哪怕不new對象,靜態成員變量在數據區也會保留一份。如這里的sid一樣,sid存放在數據區,無論new出來了多少只貓在堆內存里面,sid都只有一份,只在數據區保留一份。
靜態成員變量是屬于整個類的,它不屬于專門的某個對象。那么如何訪問這個靜態成員變量的值呢?首先第一點,任何一個對象都可以訪問這個靜態的值,訪問的時候訪問的都是同一塊內存。第二點,即便是沒有對象也可以訪問這個靜態的值,通過“類名.靜態成員變量名”來訪問這個靜態的值,所以以后看到某一個類名加上“.”再加上后面有一個東西,那么后面這個東西一定是靜態的,如”System.out”,這里就是通過類名(System類)再加上“.”來訪問這個out的,所以這個out一定是靜態的。
如果一個類成員被聲明為static,它就能夠在類的任何對象創建之前被訪問,而不必引用任何對象。static 成員的最常見的例子是main( ) 。因為在程序開始執行時必須調用main() ,所以它被聲明為static。
聲明為static的變量實質上就是全局變量。當聲明一個對象時,并不產生static變量的拷貝,而是該類所有的實例變量共用同一個static變量,例如:聲明一個static的變量count作為new一個類實例的計數。聲明為static的方法有以下幾條限制:
(1)、它們僅能調用其他的static 方法。
(2)、它們只能訪問static數據。
(3)、它們不能以任何方式引用this 或super。
如果你需要通過計算來初始化你的static變量,你可以聲明一個static塊,Static 塊僅在該類被加載時執行一次。下面的例子顯示
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的類有一個 static 方法,一些 static 變量,以及一個 static 初始化塊: public class UserStatic { static int a = 3 ; static int b; static void meth( int x) { System.out.println( "x = " + x); System.out.println( "a = " + a); System.out.println( "b = " + b); } static { System.out.println( "Static block initialized." ); b = a * 4 ; } public static void main(String args[]) { meth( 42 ); } } |
一旦UseStatic 類被裝載,所有的static語句被運行。首先,a被設置為3,接著static 塊執行(打印一條消息),最后,b被初始化為a*4 或12。然后調用main(),main() 調用meth() ,把值42傳遞給x。3個println ( ) 語句引用兩個static變量a和b,以及局部變量x 。
注意:在一個static 方法中引用任何實例變量都是非法的。
下面是該程序的輸出:
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Static block initialized. x = 42 a = 3 b = 12 |
在定義它們的類的外面,static 方法和變量能獨立于任何對象而被使用。這樣,你只要在類的名字后面加點號(.)運算符即可。例如,如果你希望從類外面調用一個static方法,你可以使用下面通用的格式:
classname.method( )
這里,classname 是類的名字,在該類中定義static方法。可以看到,這種格式與通過對象引用變量調用非static方法的格式類似。一個static變量可以以同樣的格式來訪問——類名加點號運算符。這就是Java 如何實現全局功能和全局變量的一個控制版本。
總結:
(1)、static成員是不能被其所在class創建的實例訪問的。
(2)、如果不加static修飾的成員是對象成員,也就是歸每個對象所有的。
(3)、加static修飾的成員是類成員,就是可以由一個類直接調用,為所有對象共有的。
Java Static:作為修飾符, 可以用來修飾變量、方法、代碼塊(但絕對不能修飾類)。
(1)、修飾變量:
類的所有對象共同擁有的一個屬性,也稱為類變量。這類似于C語言中的全局變量。類變量在類加載的時候初始化,而且只被初始化一次。在程序中任何對象對靜態變量做修改,其他對象看到的是修改后的值。因此類變量可以用作計數器。另外,Java Static變量可以用類名直接訪問,而不必需要對象。
(2)、修飾方法:
類的所有對象共同擁有的一個功能,稱為靜態方法。靜態方法也可以用類名直接訪問,而不必需要對象。所以在靜態方法里不能直接訪問非靜態變量和非靜態方法,在Static方法里不能出現this或者super等關鍵字。
(3)、修飾Java代碼塊:
用static去修飾類里面的一個獨立的代碼塊,稱為靜態代碼塊。靜態代碼塊在類第一次被加載的時候執行,而且只執行一次。靜態代碼塊沒有名字,因此不能顯式調用,而只有在類加載的時候由虛擬機來調用。它主要用來完成一些初始化操作。
(4)、說說類加載:
JVM在第一次使用一個類時,會到classpath所指定的路徑里去找這個類所對應的字節碼文件, 并讀進JVM保存起來,這個過程稱之為類加載。
可見,無論是變量,方法,還是代碼塊,只要用static修飾,就是在類被加載時就已經"準備好了",也就是可以被使用或者已經被執行。都可以脫離對象而執行。反之,如果沒有static,則必須通過對象來訪問。