【Java学习之路】SE3 - static修饰符

基本用法

静态成员变量、方法

static修饰的成员变量为静态成员变量，在内存中只存储一份，可以被共享修改、操作，属于类，随类产生，类加载时被初始化。

成员变量分为静态成员变量和示例成员变量：

静态成员变量：有static修饰，属于类，可使用Class.Name（推荐）或 Project.Name（不推荐）访问，常用表示在线人数等需要共享的信息
实例成员变量：无static修饰，存在每个对象中，使用 Project.Name访问，常表示年龄、姓名等属于每个对象的信息

静态成员方法与静态成员变量一样，使用场景如下：

静态成员方法：实现一个通用的功能，比如登录
示例成员方法：表示对象自己的行为，如添加好友、吃饭、睡觉

静态成员变量内存图：

静态成员方法内存图：

示例：

public class User {
    // 在线人数，静态成员变量
    public static int onlineNumber;
    // 静态成员方法
    public static void login(){
        System.out.println("静态成员方法");
    }

    public static void main(String[] args) {
        int num = User.onlineNumber;
        System.out.println(num);
        User.test();
    }
}

使用静态方法定义工具类

利用static修饰符创建静态成员方法，并将构造器私有化，即可实现静态方法只能被类调用访问，以此实现工具类。

一般将通用重复使用的功能创建为工具类，一生成验证码为例：

封装实现工具类：

import java.util.Random;
/*
 * 工具类，封装生成只当长度验证码
 * */
public class VerifyCodeTool {

    // 构造器私有化
    private VerifyCodeTool() {
    }

    public static String createVerifyCode(int length){
        String charset = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
        Random random = new Random();
        String verifyCode = "";
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            // 生成随机下标
            int index = random.nextInt(charset.length());
            // 根据下标取字符，拼接
            verifyCode += charset.charAt(index);
        }
        return verifyCode;
    }
}

调用工具类，生成验证码：

import java.util.Scanner;

public class Login {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("输入验证码长度：");
        int length = scanner.nextInt();
        // 调用工具类生成验证码
        String verifyCode = VerifyCodeTool.createVerifyCode(length);
        System.out.println(verifyCode);
    }
}

使用静态方法定义数组处理工具类

创建一个数组处理工具类，要求将整数数组输出为字符串格式：[1, 2, 3, 4]，需要考虑null和空数组

ArrayUitls工具类：

/*
* 将整数数组输出为 [1， 2， 3]的字符串形式
* */
public class ArrayUtils {

    private ArrayUtils() {
    }

    public static String toString(int[] array){
        String arrayString = "null";
        if (array != null){
            arrayString = "[";
            for (int i = 0; i < array.length; i++) {
                arrayString += (i == array.length - 1 ? array[i] : array[i] + ", ");
            }
            arrayString += "]";
        }
        return arrayString;
    }
}

static注意事项

静态方法只能访问静态成员，不能访问实例成员，因为实例成员属于对象
静态方法中不能用this关键字，this表示当前对象，静态方法属于类，无对象

代码块

使用{}括起来的代码称之为代码块，分为静态代码块和构造代码块：

静态代码块（使用static修饰）
格式：static{}
特点：随类加载，自动触发，只加载一次
场景：在类加载时做一些初始化操作，方便后续使用
构造代码块（无修饰，不常用）
格式：**{}**
特点：每次创建对象时执行该代码，在构造器之前执行
情景：初始化实力实例资源

静态代码块可用于初始化静态资源。

单例设计模式

利用static修饰符，可用来实现两种单例设计模式：饿汉模式和懒汉模式，所谓单例模式是指保证系统中，使用单例模式的类只能创建一个对象。

饿汉单例模式

含义：在用类获取对象时，对象已经提前创建好。

实现：

构造器私有化
定义一个静态变量存储对象

/*
* 饿汉单例模式
* */
public class SingleInstance1 {
    // 定义静态变量存储对象
    public static SingleInstance1 instance = new SingleInstance1();
    // 构造器私有化
    private SingleInstance1() {
    }
}

懒汉单例模式

含义：需要对象时，才为其创建对象（延迟加载对象）。

实现：

构造器私有化
定义一个静态变量存储对象，并私有化
提供一个返回单例对象的方法（getInstance）

/*
* 懒汉单例模式
* */
public class SingleInstance2 {
    // 定义私有化静态变量存储对象，未调用先置空（输出为null）
    private static SingleInstance2 instance;
    // 定义返回单例对象的方法
    public static SingleInstance2 getInstance(){
        // 判断是否已经创建
        if (instance == null){
            instance = new SingleInstance2();
        }
        return instance;
    }
    // 构造器私有化
    private SingleInstance2() {
    }
}

总结

饿汉单例模式方便，但是占用内存资源，可能调用有的类并不需要实例化对象，但是饿汉单例模式默认创建一个对象。

懒汉单例模式省资源，一般用的比较多。