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Java的static修饰符

飞鱼的博客 2023-12-28 原文

静态域

如果将域定义为 static，每个类中只有一个这样的域。而每一个对象对于所有的实例域却都有自己的一份拷贝。例如，假定需要给每一个雇员赋予唯一的标识码。这里给 Employee 类添加一个实例域 id 和一个静态域 nextld：

class Employee {
	private static int nextId = 1;
	private int id;
}

现在，每一个雇员对象都有一个自己的 id 域，但这个类的所有实例将共享一个 nextId 域。换句话说，如果有 1000 个 Employee 类的对象，则有 1000 个实例域 id。但是，只有一个静态域 nextld。即使没有一个雇员对象，静态域 nextld 也存在。静态域它属于类，而不属于任何独立的对象。

静态常量

静态变量使用得比较少，但静态常量却使用得比较多。例如，在 Math 类中定义了一个静态常量：

public class Math {
	public static final double PI = 3.14159265358979323846;
}

在程序中，可以采用 Math.PI 的形式获得这个常量。

如果关键字 static 被省略，PI 就变成了 Math 类的一个实例域。需要通过 Math 类的对象访问 PI，并且每一个 Math 对象都有一份它自己的 PI 拷贝。

另一个多次使用的静态常量是 System.out。它在 System 类中声明：

public class System {
	public static final PrintStream out = ...;
}

由于每个类对象都可以对公有域进行修改，所以，最好不要将域设计为 public。然而，公有常量（即 public static final 域）却没问题。 因为 out 被声明为 final，所以不允许再将其他打印流赋值给 out。

静态方法

静态方法是一种不能向对象实施操作的方法。例如，Math 类的 pow() 方法就是一个静态方法。表达式 Math.pow(x, a) 计算幂 xa。在计算时不使用任何 Math 对象。换句话说，没有隐式的参数。

可以认为静态方法是没有 this 参数的方法（在一个非静态的方法中，this 参数表示这个方法的隐式参数。）

Employee 类的静态方法不能访问 id 实例域，因为它不能操作对象。但是，静态方法可以访问自身类中的静态域。下面是使用这种静态方法的一一个示例：

public static int getNextId() {
	return nextId; // returns static field
}

可以通过类名调用这个方法：int n = Employee.getNextId();

在下面两种情况下使用静态方法：

  • 一个方法不需要访问对象状态，其所需参数都是通过显式参数提供（例如：Math.pow()）
  • 一个方法只需要访问类的静态域（例如：Employee.getNextId()）

Java 中的静态域与静态方法在功能上与 C++ 相同。但是，语法书写上却稍有所不同。在 C++ 中，使用 :: 操作符访问自身作用域之外的静态域和静态方法，如 Math::PI。

工厂方法

静态方法还有另外一种常见的用途。类似 LocalDate 和 NumberFormat 的类使用静态工厂方法（factory method）来构造对象。你已经见过工厂方法 LocalDate.now() 和 LocalDate.of()。

NumberFormat 类如下使用工厂方法生成不同风格的格式化对象：

NumberFormat currencyFormatter = NumberFormat.getCurrencyInstance();
NumberFormat percentFormatter = NumberFormat.getPercentlnstance();

double x = 0.1;
System.out.println(currencyFormatter.format(x)); // prints $0.10
System.out.println(percentFomatter.format(x)); // prints 10%

为什么 NumberFormat 类不利用构造器完成这些操作呢？这主要有两个原因：

  • 无法命名构造器。构造器的名字必须与类名相同。但是，这里希望将得到的货币实例和百分比实例采用不用的名字。
  • 当使用构造器时，无法改变所构造的对象类型。而 Factory 方法将返回一个 DecimalFormat 类对象，这是 NumberFormat 的子类。

参考资料

《Java核心技术卷一：基础知识》（第10版）第 4 章：对象与类 4.4 静态域与静态方法

修饰staticNumberFormatMathJava

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