Java基础学习总结（10）——static关键字

一、static关键字

　　

　　原来一个类里面的成员变量，每new一个对象，这个对象就有一份自己的成员变量，因为这些成员变量都不是静态成员变量。对于static成员变量来说，这个成员变量只有一份，而且这一份是这个类所有的对象共享。

1.1.静态成员变量与非静态成员变量的区别

　　以下面的例子为例说明

 1 package cn.galc.test;
 2 
 3 public class Cat {
 4 
 5     /**
 6      * 静态成员变量
 7      */
 8     private static int sid = 0;
 9 
10     private String name;
11 
12     int id;
13 
14     Cat(String name) {
15         this.name = name;
16         id = sid++;
17     }
18 
19     public void info() {
20         System.out.println("My Name is " + name + ",NO." + id);
21     }
22 
23     public static void main(String[] args) {
24         Cat.sid = 100;
25         Cat mimi = new Cat("mimi");
26         Cat pipi = new Cat("pipi");
27         mimi.info();
28         pipi.info();
29     }
30 }

通过画内存分析图了解整个程序的执行过程

　　执行程序的第一句话：Cat.sid = 100;时，这里的sid是一个静态成员变量，静态变量存放在数据区(data seg)，所以首先在数据区里面分配一小块空间sid，第一句话执行完后，sid里面装着一个值就是100。

　　此时的内存布局示意图如下所示

　　

　　接下来程序执行到：

　　　　Cat  mimi = new Cat(“mimi”);

　　这里，调用Cat类的构造方法Cat(String name)，构造方法的定义如下：

　　　　Cat ( String name){

　　　　　　this.name = name;

　　　　　　id=sid++;

　　　　}

　　调用时首先在栈内存里面分配一小块内存mm，里面装着可以找到在堆内存里面的Cat类的实例对象的地址，mm就是堆内存里面Cat类对象的引用对象。这个构造方法声明有字符串类型的形参变量,所以这里把“mimi”作为实参传递到构造方法里面，由于字符串常量是分配在数据区存储的，所以数据区里面多了一小块内存用来存储字符串“mimi”。此时的内存分布如下图所示：

　　

　　当调用构造方法时，首先在栈内存里面给形参name分配一小块空间，名字叫name,接下来把”mimi”这个字符串作为实参传递给name，字符串也是一种引用类型，除了那四类8种基础数据类型之外，其他所有的都是引用类型，所以可以认为字符串也是一个对象。所以这里相当于把”mimi”这个对象的引用传递给了name，所以现在name指向的是”mimi”。所以此时内存的布局如下图所示：

　　接下来执行构造方法体里面的代码:

　　　　this.name=name;

　　这里的this指的是当前的对象，指的是堆内存里面的那只猫。这里把栈里面的name里面装着的值传递给堆内存里面的cat对象的name属性，所以此时这个name里面装着的值也是可以找到位于数据区里面的字符串对象“mimi”的，此时这个name也是字符串对象“mimi”的一个引用对象，通过它的属性值就可以找到位于数据区里面的字符串对象“mimi”。此时的内存分布如下图所示：

　　

　　接下来执行方法体内的另一句代码：

　　　　id=sid++;

　　这里是把sid的值传递给id，所以id的值是100，sid传递完以后，自己再加1，此时sid变成了101。此时的内存布局如下图所示。

　　

　　到此，构造方法调用完毕，给这个构造方法分配的局部变量所占的内存空间全部都要消失，所以位于栈空间里面的name这块内存消失了。栈内存里面指向数据区里面的字符串对象“mimi”的引用也消失了，此时只剩下堆内存里面的指向字符串对象“mimi”的引用没有消失。此时的内存布局如下图所示：

　　

　　接下来执行：Cat  pipi = new Cat(“pipi”);

　　这里是第二次调用构造方法Cat()，整个调用过程与第一次一样，调用结束后，此时的内存布局如下图所示：

　　

　　最后两句代码是调用info()方法打印出来，打印结果如下：

　　

　　通过这个程序，看出来了这个静态成员变量sid的作用，它可以计数。每当有一只猫new出来的时候，就给它记一个数。让它自己往上加1。

　　程序执行完后，内存中的整个布局就如上图所示了。一直持续到main方法调用完成的前一刻。

　　这里调用构造方法Cat(String name) 创建出两只猫，首先在栈内存里面分配两小块空间mimi和pipi，里面分别装着可以找到这两只猫的地址，mimi和pipi对应着堆内存里面的两只猫的引用。这里的构造方法声明有字符串类型的变量，字符串常量是分配在数据区里面的，所以这里会把传过来的字符串mimi和pipi都存储到数据区里面。所以数据区里面分配有存储字符串mimi和pipi的两小块内存，里面装着字符串“mimi”和“pipi”，字符串也是引用类型，除了那四类8种的基础数据类型之外，其他所有的数据类型都是引用类型。所以可以认为字符串也是一个对象。

　　这里是new了两只猫出来，这两只猫都有自己的id和name属性，所以这里的id和name都是非静态成员变量，即没有static修饰。所以每new出一只新猫，这只新猫都有属于它自己的id和name，即非静态成员变量id和name是每一个对象都有单独的一份。但对于静态成员变量来说，只有一份，不管new了多少个对象，哪怕不new对象，静态成员变量在数据区也会保留一份。如这里的sid一样，sid存放在数据区，无论new出来了多少只猫在堆内存里面，sid都只有一份，只在数据区保留一份。

　　静态成员变量是属于整个类的，它不属于专门的某个对象。那么如何访问这个静态成员变量的值呢？首先第一点，任何一个对象都可以访问这个静态的值，访问的时候访问的都是同一块内存。第二点，即便是没有对象也可以访问这个静态的值，通过“类名.静态成员变量名”来访问这个静态的值，所以以后看到某一个类名加上“.”再加上后面有一个东西，那么后面这个东西一定是静态的，如”System.out”，这里就是通过类名(System类)再加上“.”来访问这个out的，所以这个out一定是静态的。

再看下面的这段代码

 1 package cn.galc.test;
 2 
 3 public class Cat {
 4 
 5     /**
 6      * 这里面的sid不再是静态成员变量了，因为没有static修饰符，
 7      * 此时它就是类里面一个普通的非静态成员变量，和id，name一样，
 8      * 成为每一个new出来的对象都具有的属性。
 9      */
10     private  int sid = 0;
11 
12     private String name;
13 
14     int id;
15 
16     Cat(String name) {
17         this.name = name;
18         id = sid++;
19     }
20 
21     public void info() {
22         System.out.println("My Name is " + name + ",NO." + id);
23     }
24 
25     public static void main(String[] args) {
26         //Cat.sid = 100;这里不能再使用“类.静态成员变量”的格式来访问sid了，因为sid现在变成了非静态的成员变量了。所以必须要把这句话注释掉，否则无法编译通过。
27         Cat mimi = new Cat("mimi");
28         Cat pipi = new Cat("pipi");
29         mimi.info();
30         pipi.info();
31     }
32 }

　　这段代码与上一段代码唯一的区别是把声明sid变量的static修饰符给去掉了，此时的sid就不再是静态成员变量，而是非静态成员变量了，此时每一个new出来的cat对象都会有自己单独的sid属性。所以这段代码执行完成后，内存中的布局如下图所示：

　　

　　由于sid变成了非静态成员变量，所以不再有计数的功能了。sid与id和name属性一样，成为每一个new出来的对象都具有的属性，所以每一个new出来的cat都加上了一个sid属性。由于不能再使用”类名.静态成员对象名”的格式访问sid，所以代码的第一句”Cat.sid =100;”不能这样使用，否则编译会出错，必须把这句话注释掉才能编译成功。既然无法访问得到sid的值，所以sid的值就一直都是初始化时赋给的值0。直到调用构造方法时，执行到方法体内的代码id=sid++;时，sid首先把自身的值0赋值给id，所以id的值是0，然后sid自己加1，所以sid变成了1。

　　所以静态变量和非静态变量的区别就在于静态变量可以用来计数，而非静态变量则不行。

　　理解了内存，就理解了一切，就理解了各种各样的语言。所有的语言无非都是这样：局部变量分配内存永远在栈里面，new出来的东西分配内存永远是在堆里，静态的东西分配内存永远是在数据区。剩下的代码肯定是在代码区。所有的语言都是这样。

　　在一个静态方法里，如果想访问一个非静态的成员变量，是不能直接访问的，必须在静态方法里new一个对象出来才能访问。如果是加了static的成员变量，那么这个成员变量就是一个静态的成员变量，就可以在main方法里面直接访问了。

　　main方法是一个静态的方法，main方法要执行的时候不需要new一个对象出来。

　　动态方法是针对于某一个对象调用的，静态方法不会针对某一个对象来调用，没有对象照样可以用。所以可以使用”classname.method()”.的形式来调用静态方法。所以想在main方法里面访问非静态成员变量是不可以的，想在main方法里面访问非静态方法也是不可以的，因为非静态方法只能针对于某个对象来调用，没有对象，就找不到方法的执行者了。

　　成员变量只有在new出一个对象来的时候才在堆内存里面分配存储空间。局部变量在栈内存里面分配存储空间。

　　静态方法不再是针对某一个对象来调用，所以不能访问非静态的成员。

　　非静态成员专属于某一个对象，想访问非静态成员必须new一个对象出来才能访问。

　　静态的变量可以通过对象名去访问，也可以通过类名去访问，两者访问的都是同一块内存。