static關鍵字：重載、重寫以及this和super的作用

這篇文章擴展了我們先前對static 關鍵字的討論，重點在於靜態上下文中的方法重載和方法覆蓋的概念方法。我們也將探討 this 和 super 關鍵字在靜態上下文中如何表現（或不表現）。

如果您不熟悉 static 關鍵字，先了解靜態變數和靜態方法可能會有所幫助。

由於本文涉及 this 和 super 在靜態上下文中的行為，因此您可能還想了解一下 This 關鍵字和 Super 關鍵字。

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本文的關鍵主題：

1. 靜態方法的重載

2. 為什麼靜態方法不能被覆蓋

3. 在靜態上下文中使用 this 和 super 關鍵字

4. 示範關鍵概念的範例

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1. 重載靜態方法

在Java中，重載允許同名的方法存在不同的參數清單。靜態方法可以像實例方法一樣被重載。但是，請記住，重載發生在編譯時。

程式碼範例：

package keywords.static_keyword;

public class StaticVariables {

    static int idStatic = 1;

    public StaticVariables(String name) {
        this.id = ++idStatic;
        this.name = name;
    }

    int id;
    String name;

    static void displayText() {
        System.out.println("DisplayText called. ID: " + idStatic);
    }

    // Overloaded static method with a parameter
    static void displayText(String name) {
        System.out.println("Overloaded DisplayText called. Name: " + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        StaticVariables.displayText();
        StaticVariables.displayText("Static Overload Example");
    }
}

解釋：

• 方法重載：displayText方法重載有兩個版本－一個不含參數，一個有字串參數。

• 這是合法，因為Java可以在編譯時期間根據參數列表區分這兩個方法。

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2. 為什麼靜態方法不能被重寫

Java 不允許重寫靜態方法。由於靜態方法綁定到類別而不是物件實例，因此它們不參與運行時多態性，這是方法重寫的基礎。

但是，靜態變數是繼承的並且可以被子類別存取或修改。

程式碼範例：

package keywords.static_keyword;

public class StaticVariables {

    static int idStatic = 1;

    public StaticVariables(String name) {
        this.id = ++idStatic;
        this.name = name;
    }

    int id;
    String name;

    static void displayText() {
        System.out.println("DisplayText called. ID: " + idStatic);
    }

    // Overloaded static method with a parameter
    static void displayText(String name) {
        System.out.println("Overloaded DisplayText called. Name: " + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        StaticVariables.displayText();
        StaticVariables.displayText("Static Overload Example");
    }
}

解釋：

• 無重寫：註解掉的@Override方法示範了重寫靜態方法的嘗試，這會導致編譯時錯誤，因為重寫僅適用於實例方法。

• 靜態變數繼承：即使靜態方法不能被重寫，靜態變數也是可以繼承的，並且可以在子類別中存取或修改。

• 呼叫靜態方法：靜態方法必須使用類別名稱調用，如果它們在同一個類別中，則必須直接調用。

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3. 在靜態上下文中使用 this 和 super 關鍵字

• this 關鍵字：指類別的目前實例。由於靜態方法不對任何實例進行操作，在靜態上下文中使用它會導致編譯時錯誤。

例子：

package keywords.static_keyword;

public class CannotOverrideStaticMethod extends StaticVariables {

    public CannotOverrideStaticMethod(String name) {
        super(name);
    }

    // Attempting to override the static method 
    // This will cause a compile-time error
    /*
    @Override
    static void displayText() {
        System.out.println("Overridden DisplayText");
    }
    */

    @Override
    void display() {
        // Static variables are inherited from the parent class
        idStatic = 90;  // Access and modify the parent's static variable
        System.out.println("ID: " + idStatic + ", Name: " + name);
        super.display();  // Call the parent class's non-static method
    }

    // Correct way to use static methods from the parent class
    static void displayText() {
        StaticVariables.displayText(); // Call the parent class static method
    }

    public static void main(String[] args) {
        displayText();  // Calls the static method defined in this class
    }
}

• super 關鍵字：同樣，super 關鍵字指的是父類別的實例。 由於靜態方法屬於類別而非實例，因此 super 在靜態上下文中也是無效的。

例子：

static void displayText() {
    // Cannot use 'this' in a static context
    this.display();  // --> Compile-time error
}

附加說明：

• 概念 1：重寫啟用依賴實例的運行時多態性。由於靜態方法不與實例關聯，因此無法覆寫它們。但是，靜態變數是繼承的並且可以在子類別中存取或修改，如範例所示。

• 概念2：this 和 super 都引用一個實例－this 引用目前物件的成員，而 super 引用父物件的成員。由於靜態方法獨立於任何實例運行，因此 this 和 super 都不能在靜態方法或靜態區塊中使用。

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4. 關鍵概念總結

• 靜態方法可以重載：可以定義多個名稱相同但參數清單不同的靜態方法。此問題在編譯時期間解決。

• 靜態方法不能被重寫：由於靜態方法屬於類別而不是實例，因此它們不支援運行時多態性。

• 靜態變數是繼承的：子類別中可以存取和修改父類別的靜態變數。

• 靜態上下文中沒有 this 或 super：由於靜態方法不會對實例進行操作，因此不能使用 this 和 super 關鍵字。

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結論

在這篇文章中，我們介紹了重載和重寫靜態方法的細微差別，討論了在靜態上下文中使用this 和super 的限制，並解釋了靜態變量在繼承中的行為方式。這些概念對於理解 Java 中靜態成員與實例成員的差異至關重要。

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