Java 中的静态字段和静态方法

先看看下面这一串代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, WOrld!");
    }
}

我们的 ??main?? 方法被标记了 ??static?? 修饰符，那么 ??static?? 这个修饰符的含义是啥呢？

一、静态变量

如果一个字段定义为 static，那么每个类只有一个这样的字段。

先来看看没有静态静态遍历的类：

class Student {
  int stuId;
  String name;
  String school = "HY No.1 High School";
}

假设高中有 1500 名学生，上述代码现在所有的实例数据成员在每次创建对象时都会得到内存。

所有的学生都有其独特的 stuId 和名字，这些实例数据成员在这种情况下是正确的，毕竟都是唯一的。

但是，这里的 "school " 是所有对象的共同属性。如果不声明为静态变量的话，也会占用多个内存。但如果我们把它变成静态的，这个字段将只获得一次内存。

静态变量声明

class Student {
  int stuId;  // 实例变量
  String name;
  static String school = "HY No.1 High School"; // 静态变量
}

如果你将任何变量声明为静态，它就被称为静态变量。

• 静态变量可以用来指代所有对象的共同属性（对每个对象来说不是唯一的），例如，雇员的公司名称，学生的学院名称等。
• 静态变量只在类加载时在类区获得一次内存。

静态变量测试

代码测试：

package com.yuzhou1su.RelearnJava;

class Student {
    int stuId; 
    String name;
    static String school = "HY No.1 High School";
  
    Student(int id, String n) {
        stuId = id;
        name = n;
    }

    void display() {
        System.out.println("Student id:" + stuId + ", Name:" + name + " is from " + school);
    }
}

public class TestVariable {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Student s1 = new Student(001, "Karsa");
        Student s2 = new Student(002, "Ellen");

        s1.display();
        s2.display();
    }

}

执行结果：

Student id:1, Name:Karsa is from HY No.1 High School
Student id:2, Name:Ellen is from HY No.1 High School

静态变量只会获得一次内存，如果任何对象更改了静态变量的值，它将保留其值。

看如下代码：

package com.yuzhou1su.RelearnJava;

public class StaticVariableCount {
  
  static int count = 0;
  
  StaticVariableCount() {
    count++;
    System.out.println(count);
  }

  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    StaticVariableCount svc1 = new StaticVariableCount();
    StaticVariableCount svc2 = new StaticVariableCount();
    StaticVariableCount svc3 = new StaticVariableCount();
    
  }
}

测试结果：

1
2
3

二、静态方法

Java中的静态方法是一个属于类的方法，但不被认为是该类的实例；相反，Java中的静态方法可以很容易地被创建和实现，而不需要任何实例的调用。静态方法可以访问类中的任何数据成员，可以对数据成员进行任何操作，也可以将任何数值作为输入，尽管要访问的成员变量在类中应该有变量的范围，而方法只能是静态的。

public static void syntax_ex (String_name) {
    Body of the program for execution.
}

• public。该类的访问修饰语是public。
• static。方法的范围是静态的，这意味着所有的成员变量和返回类型都在静态的范围内。
• void。语法流程中的这个关键字表示在当前方法中没有处理任何返回类型。
• syntax_ex。类的名称，表示静态方法是当前定义的类的一部分，后面是字符串名称。
• body。它包括整个核心逻辑或业务逻辑（如果需要在静态模式下）。

如果你在任何方法上使用静态关键字，它就被称为静态方法,

静态方法：

• 静态方法属于类，而不是属于类的对象。
• 静态方法可以被调用而不需要创建一个类的实例。
• 静态方法可以访问静态数据成员，并可以改变它的值。

静态方法测试

如果我们想更改学习名字的操作呢？就可以声明一个静态方法。

package com.yuzhou1su.RelearnJava;

class Student {
    int stuId; 
    String name;
    static String school = "HY No.1 High School";
    
    static void changeSchool() {
        school = "HY No.5 High School";
    }
  
    Student(int id, String n) {
        stuId = id;
        name = n;
    }

    void display() {
        System.out.println("Student id:" + stuId + ", Name:" + name + " is from " + school);
    }
}

public class TestVariable {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        
        Student.changeSchool();
        Student s1 = new Student(001, "Karsa");
        Student s2 = new Student(002, "Ellen");

        s1.display();
        s2.display();
    }

}

测试结果：

Student id:1, Name:Karsa is from HY No.5 High School
Student id:2, Name:Ellen is from HY No.5 High School

静态方法是如何工作的

• 静态方法和实例方法是 Java 中的两种方法，它们在程序员中造成了一些混乱，但这仅仅是一种误解。静态方法和实例方法都有很大的区别。让我们看看静态方法在 Java 中是如何工作的。Java 中的静态方法是一种驻留在类中的方法，即使没有创建对象或没有进行实例化，也可以访问。在类的名称后面加上方法的名称并传递参数，就可以访问该类的任何实例。
• 它可以被表示为??ClassName.methodName(arguments)?? 。此外，这些方法的组成有一个目标，即该方法应可与类中的所有成员变量和每个人的对象共享，其范围由修改器 ??static?? 定义。这些方法没有任何重载的能力；相反，它们可以在编译时使用编译器的静态绑定来重载，每当程序员需要在类的所有实例、对象或成员变量之间共享一个共同的代码片段时，静态方法就会成为救星，因为它通过创建一个共同的静态范围来为所有成员、对象和变量创造一种共享的规定。
• 一个类的所有静态字段都可以使用静态字段作为一个类的静态方法的一部分进行访问。另外，静态方法也与内存分配功能有关，并且也是可以支持的。它将静态方法字段和变量的一部分与一些永久生成的堆存储在内存中，用于关联值。内存分配不支持对象作为静态方法堆的创建，或者方法本身不支持实例化。但接下来的问题是，静态方法是如何通过共享和创建所有成员的范围作为类的一部分来工作的。

为什么 Java Main 方法是静态方法

这是因为对象不需要调用静态方法。如果是非静态方法，JVM 会先创建一个对象，然后调用 ??main()?? 方法，这会导致额外内存分配的问题。

main 方法不对任何对象进行操作，事实上，在启动程序时还没有任何对象。静态的 main 方法将执行并构造程序所需要的对象。

三、静态常量

静态变量使用的比较少，但静态常量却很常用。比如 Math 类中定义一个静态常量：

public class Math {
  public static final double PI = 3.14159265358979;
}

然后在程序中，可以用 Math.PI 来访问这个常量。

四、总结

Java 中为什么需要静态变量？

答：每当我们希望为一个类的所有对象拥有一个公共属性时，我们就使用一个类级别的变量，即静态变量。

在类加载时，此变量仅在内存中加载一次。 由于它不是在Java中按对象定义的，因此可以节省内存。

为什么用 Java 创建静态变量不是一个好习惯？

答：静态变量是类的所有对象共有的。 如果创建了新对象，则无需测试静态变量的值。 使用静态变量的任何代码都可以处于任何状态。 它可以在新对象内或在类级别。 因此，静态变量的范围在Java类中是开放式的。

如果我们希望对范围进行更严格的控制，则变量应在对象创建级别创建。

同样，定义静态变量也不是一个好习惯，因为它们违反了面向对象编程的原理。

Java 中静态方法的目的？

答：Java 提供了静态方法的功能来在类级别创建行为。 静态方法是类的所有对象所共有的。 我们不需要创建类的任何对象来调用静态方法。 因此，它提供了不创建用于调用它的对象的便利。

静态方法也可以访问和修改静态数据成员。 这也有助于在类级别上保持行为和状态。

为什么在 Java 中将 main 方法标记为静态方法？

答：Java 中的 main 方法被标记为静态，因此 JVM 可以调用它来启动程序。 如果 main 方法不是静态的，那么Java进程将调用哪个构造函数？

因此，在Java中将主要方法标记为静态是众所周知的约定。 但是，如果我们去除static，那将会有歧义。 Java进程可能不知道要调用哪个类的方法来启动程序。

因此，此约定有助于 Java 进程识别类中作为参数传递给 Java 进程的程序的启动代码。

在什么情况下我们使用静态块？

答：有时，有一个具有静态成员变量的类。 这些变量需要一些复杂的初始化。 这时，静态块可作为初始化复杂静态成员变量初始化的工具。静态块甚至在执行main之前执行。有时，我们也可以用静态的类方法替换静态块。

是否可以在不定义main（）方法的情况下执行程序？

答：不，从Java 7开始，您需要main()方法来执行程序。 在Java的早期版本中，有一种解决方法可用于使用静态块执行。 但是现在这个差距已经缩小。

当main方法的签名中未提及static修饰符时会发生什么？

答：根据Java规范，main方法必须标记为静态。 它只需要一个字符串数组的参数即可。

程序可以使用非静态方法进行编译。 但是在执行时会给出NoSuchMethodError。

Java中的静态方法和实例方法有什么区别？

答：通常，需要为不依赖于对象成员变量的类定义行为。 这种行为是通过静态方法捕获的。 如果存在依赖于对象成员变量的行为，则我们不会将其标记为静态，而是将其保留为实例方法。

要调用为静态方法，我们不需要创建对象。 我们只用类名来称呼它。 但是要调用实例方法，我们需要先创建/获取一个对象。

实例成员变量不能通过静态方法访问。 但是实例方法可以调用实例变量和静态变量。