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詳解Java中static關鍵字和內部類別的使用

WBOY
發布： 2022-08-17 20:27:56
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這篇文章為大家帶來了關於java的相關知識，詳細介紹了Java中static關鍵字和內部類別的使用，文中的範例程式碼講解詳細，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。

詳解Java中static關鍵字和內部類別的使用

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一. static 關鍵字

在Java中，被static修飾的成員，稱之為靜態成員，也可以稱為類別成員，其不屬於某個具體的對象，是所有對象所共享的。

1. static修飾成員變數

static修飾的成員變量，稱為靜態成員變數

【靜態成員變數特性】:

  • 不屬於某個具體的對象，是類別的屬性，所有對象共享的，不儲存在某個對象的空間中
  • 既可以透過對象引用存取（不建議使用），也可以透過類別名稱訪問，但一般更推薦使用類別名稱訪問
  • 類別變數儲存在方法區當中
  • 生命週期伴隨類別的一生(即：隨類別的載入而創建，隨類別的卸載而銷毀)
public class Student{
    public String name;
    public String gender;
    public int age;
    public double score;
    public static String classRoom = "rj2104";

    public Student(String name, String gender, int age, double score) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.age = age;
        this.score = score;
    }

    // ...
    public static void main(String[] args) {
        // 静态成员变量可以直接通过类名访问
        System.out.println(Student.classRoom);
        
        Student s1 = new Student("Li leilei", "男", 18, 3.8);
        Student s2 = new Student("Han MeiMei", "女", 19, 4.0);
        Student s3 = new Student("Jim", "男", 18, 2.6);
        
        // 也可以通过对象访问：但是classRoom是三个对象共享的
        System.out.println(s1.classRoom);
        System.out.println(s2.classRoom);
        System.out.println(s3.classRoom);

    }
}
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2. static修飾成員方法

一般類別中的資料成員都設定為private，而成員方法設定為public，在

Java中，被static修飾的成員方法稱為靜態成員方法，是類別的方法，不是某個物件特有的。

靜態成員一般是透過靜態方法來存取的。 

public class Student2{
    // ...
    private static String classRoom = "rj2104";
    // ...
    public static String getClassRoom(){
        return classRoom;
    }
}

class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Student2.getClassRoom());
    }
}
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【靜態方法特性】:

  • 不屬於某個具體的對象，是類別方法
  • 可以透過物件調用，也可以透過類別名稱.靜態方法名(…) 方式調用，更推薦使用後者
  • 不能在靜態方法中存取任何非靜態成員變數和非靜態成員方法；因為非靜態方法中預設有this參數，但在靜態方法中呼叫時候無法傳遞this引用；除非在靜態方法中新new一個對象，再透過對象引用去存取此對象
  • 靜態方法無法重寫，不能用來實現多態

3. static成員變數的初始化

靜態成員變數一般不會放在建構方法中來初始化，建構方法中初始化的是與物件相關的實例屬性

靜態成員變數的初始化分為兩種：就地初始化和靜態程式碼區塊初始化。

就地初始化：在定義時直接給出初始值

public class Student2{
    // ...
    //就地初始化
    private static String classRoom = "rj2104";
    //...
}
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用靜態程式碼區塊完成初始化

public class Student2{
    // ...
    private static String classRoom;
    
    //静态代码块初始化
    static {
        classRoom = "rj2104";
    }

    // ...
}
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二.內部類別

在Java中，可以將一個類別定義在另一個類別或一個方法的內部， 前者稱為內部類，後者稱為外部類別。內部類別也是封裝的一種體現。

內部類別和外部類別共用同一個java原始文件，但是經過編譯之後，內部類別會形成單獨的字節碼文件， 一般形成的字節碼文件文件名為：外部類別名字$內部類別名稱.class

public class OutClass {
    class InnerClass{
    }
}
// OutClass是外部类
// InnerClass是内部类
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根據內部類別定義的位置不同，一般可以分為以下幾種形式：

1.成員內部類別(普通內部類別)

實例內部類別：未被static修飾的成員內部類別

靜態內部類別：被static修飾的成員內部類別

2.局部內部類別

3.匿名內部類別

1.實例內部類別

即未被static修飾的成員內部類別。

【注意事項】:

  • 外部類別中的任何成員都可以在實例內部類別方法中直接存取
  • 實例內部類別當中不能有靜態的成員變數；非要定義，那麼只能是被static final修飾的靜態常數，常數是在程式編譯的時候就確定的
  • 實例內部類別所處的位置與外部類別成員位置相同，因此也受public、private等存取限定符的約束
  • 實例內部類別物件必須在先有外部類別物件前提下才能建立
  • 實例內部類別的非靜態方法中預設包含了一個指向外部類別物件的參考和一個指向自身實例內部類別物件的參考
  • 在實例內部類別方法中存取同名的成員時，優先存取自己的，如果要存取外部類別同名的成員，必須：外部類別名稱.this.同名成員來存取
  • 外部類別中，不能直接存取實例內部類別中的成員，如果要存取必須先建立內部類別的物件。 
public class OutClass {
    private int a;
    static int b;
    int c;

    public void methodA() {
        a = 10;
        System.out.println(a);
    }

    public static void methodB() {
        System.out.println(b);
    }

    // 实例内部类：未被static修饰
    class InnerClass {
        int c;
//实例内部类当中 不能有静态的成员变量. 非要定义，那么只能是被static final修饰的
        public static final int d = 6;

        public void methodInner() {
// 在实例内部类中可以直接访问外部类中：任意访问限定符修饰的成员
            a = 100;
            b = 200;
            methodA();
            methodB();
            System.out.println(d);
// 如果外部类和实例内部类中具有相同名称成员时，优先访问的是内部类自己的
            c = 300;
            System.out.println(c);
// 如果要访问外部类同名成员时候，必须：外部类名称.this.同名成员名字
            OutClass.this.c = 400;
            System.out.println(OutClass.this.c);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
// 外部类：对象创建 以及 成员访问
        OutClass outClass = new OutClass();

        System.out.println(outClass.a);
        System.out.println(outClass.b);
        System.out.println(outClass.c);
        outClass.methodA();
        outClass.methodB();
        System.out.println("=============实例内部类的访问=============");
// 要访问实例内部类中成员，必须要创建实例内部类的对象
// 而普通内部类定义与外部类成员定义位置相同，因此创建实例内部类对象时必须借助外部类
// 创建实例内部类对象
        OutClass.InnerClass innerClass1 = new OutClass().new InnerClass();
        innerClass1.methodInner();
// 上述语法比较怪异，也可以先将外部类对象先创建出来，然后再创建实例内部类对象
        OutClass.InnerClass innerClass2 = outClass.new InnerClass();
        innerClass2.methodInner();
    }
}
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2. 靜態內部類別

被static修飾的內部成員類別稱為靜態內部類別。 、

【注意事項】：

在靜態內部類別中只能存取外部類別中的靜態成員，除非在內部類別當中new一個外部類別的對象，透過外部類別物件的引用去存取其中的非靜態成員。

建立靜態內部類別物件時，不需要先建立外部類別物件

public class OuterClass2 {
    public int data1 = 1;
    int data2 = 2;
    public static int data3 = 3;

    public void test() {
        System.out.println("out::test()");
    }

    // 静态内部类：被static修饰的成员内部类
    static class InnerClass2 {
        public int data4 = 4;
        int data5 = 5;
        public static int data6 = 6;

        public void func() {
            System.out.println("out::func()");

            //test();
            // 编译失败，在静态内部类中不能直接访问外部类中的非静态成员
            //System.out.println(data1);
            //System.out.println(data2);

            //外部类的非静态成员，需要通过外部类的对象的引用才能访问。
            OuterClass2 outerClass = new OuterClass2();
            System.out.println(outerClass.data1);
            System.out.println(outerClass.data2);
            outerClass.test();

            // 在静态内部类中只能访问外部类的静态成员
            System.out.println(data3);
            System.out.println(data4);
            System.out.println(data5);
            System.out.println(data5);
            System.out.println(data6);

        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 静态内部类对象创建 和 成员访问
        OuterClass2.InnerClass2 innerClass2 = new OuterClass2.InnerClass2();
        innerClass2.func();

    }
}
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3. 局部內部類別

定義在外部類別的方法體或{ }中，一般使用的非常少。

【注意事項】

局部内部类只能在所定义的方法体内部使用

不能被public、static等修饰符修饰

局部内部类生成的字节码文件稍有区别：外部类名字$数字内部类名字.class

ppublic class OutClass {
    int a = 10;
    
    public void method(){
        int b = 10;
        // 局部内部类：定义在方法体内部
        // 不能被public、static等访问限定符修饰
        class InnerClass{
            public void methodInnerClass(){
                System.out.println(a);
                System.out.println(b);
            }
        }
        // 只能在该方法体内部使用，其他位置都不能用
        InnerClass innerClass = new InnerClass();
        innerClass.methodInnerClass();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    // OutClass.InnerClass innerClass = null; 编译失败
    }
}
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4. 匿名内部类

匿名内部类，就是没有名字的一种嵌套类

匿名内部类形成的字节码文件文件名为：外部类名字$数字.class

4.1 使用匿名内部的好处与演示

在实际开发中，我们会遇到下面的情况：

一个接口/类的方法的某个执行过程在程序中只会执行一次，但为了使用它，我们需要创建它的实现类/子类去实现/重写方法。

代码中为了这一次的使用去创建一个类，未免太过麻烦，此时就可以使用匿名内部类来解决这个问题

首先来看我们正常的实现逻辑，假设有一个接口，接口当中只有一个方法

public interface Interface {
    void show();
}
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为了使用该接口的show方法，我们需要去创建一个实现类，重写show方法的具体实现

public class Test implements Interface{
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("只执行一次show()");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        test.show();
    }
}
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如果实现类Test在程序中只使用一次，那么为了这一次的使用去创建一个类太过繁琐，这种情况下就可以用匿名内部类来实现，无需创建新的类，减少代码冗余，

看下面代码：

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //写法一
        Interface in = new Interface() {
            @Override
            public void show() {
                System.out.println("匿名内部类中重写show()");
            }
        };
        //调用接口方法
        in.show();
        
        //写法二
        new Interface() {
            @Override
            public void show() {
                System.out.println("匿名内部类中重写show()");
            }
        }.show();//调用接口方法
    }
}
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4.2 匿名内部类的定义格式和使用

定义格式1：

接口名称 引用名 = new 接口名称() {
// 覆盖重写所有抽象方法
};

引用名.方法调用

定义格式2：

new 接口名称() {
// 覆盖重写所有抽象方法
}.方法调用;

对格式“new 接口名称() {…}”的理解：

new代表创建一个新的对象对象

接口名称就是匿名内部类需要实现哪个接口

{…}中是匿名内部类的内容

【注意事项】：

  • 匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一 一次。
  • 匿名对象，在【调用方法】的时候，只能调用唯一 一次。
  • 匿名内部类是省略了【实现类/子类名称】，但是匿名对象是省略了【对象名称】
  • 匿名内部类可以用在具体类、抽象类、接口上，且对方法个数没有要求。
public class Class {
    public void show(String s){
        System.out.println("Class::show()");
    }
}

public abstract class AbstractClass {
    abstract void show(String s);
}

public interface Interface {
    void show(String s);
}

public class TestDome {
    public static void main(String[] args) {

        //重写普通类的方法
        new Class(){
            @Override
            public void show(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        }.show("普通类");

        //重写抽象类的抽象方法
        new AbstractClass(){
            @Override
            void show(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        }.show("抽象类");

        //实现接口的抽象方法
        new Interface(){
            @Override
            public void show(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        }.show("接口");

    }
}
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执行结果：

推荐学习：《java视频教程》

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