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Java中static、this、super、final用法简谈(一)

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   发表时间:2007-03-25  
本篇旨在帮助准备学习Java以及刚接触Java的朋友认识、掌握和使用staticthissuperfinal这几个关键字的使用。Java博大精深,我也是一位正在学习和使用Java的爱好者,文中难免有不妥之处,欢迎指正。
一、static
    
请先看下面这段程序:
1.         
2.          public class Hello{
3.            public static void main(String[] args){ //(1)
4.              System.out.println("Hello,world!");   //(2)
5.            }
6.          }

看过这段程序,对于大多数学过Java 的从来说,都不陌生。即使没有学过Java,而学过其它的高级语言,例如C,那你也应该能看懂这段代码的意思。它只是简单的输出“Hello,world”,一点别的用处都没有,然而,它却展示了static关键字的主要用法。 
1处,我们定义了一个静态的方法名为main,这就意味着告诉Java编译器,我这个方法不需要创建一个此类的对象即可使用。你还得你是怎么运行这个程序吗?一般,我们都是在命令行下,打入如下的命令(加下划线为手动输入)
javac Hello.java
java Hello

Hello,world!
就是你运行的过程,第一行用来编译Hello.java这个文件,执行完后,如果你查看当前,会发现多了一个Hello.class文件,那就是第一行产生的Java二进制字节码。第二行就是执行一个Java程序的最普遍做法。执行结果如你所料。在2中,你可能会想,为什么要这样才能输出。好,我们来分解一下这条语句。(如果没有安装Java文档,请到Sun的官方网站浏览J2SE API)首先,System是位于java.lang包中的一个核心类,如果你查看它的定义,你会发现有这样一行:public static final  PrintStream out;接着在进一步,点击PrintStream这个超链接,在METHOD页面,你会看到大量定义的方法,查找 println,会有这样一行:
public void println(String x)。好了,现在你应该明白为什么我们要那样调用了,outSystem的一个静态变量,所以可以直接使用,而out所属的类有一个println方法。

静态方法 通常,在一个类中定义一个方法为
static,那就是说,无需本类的对象即可调用此方法。如下所示:
1.        class Simple{
2.           static void go(){
3.             System.out.println("Go...");
4.           }
5.        }
6.        public class Cal{
7.          public static void main(String[] args){
8.            Simple.go();
9.          }
10.    }
  1. 调用一个静态方法就是类名.方法名”,静态方法的使用很简单如上所示。一般来说,静态方法常常为应用程序中的其它类提供一些实用工具所用,在Java的类库中大量的静态方法正是出于此目的而定义的。
    静态变量
    静态变量与静态方法类似。所有此类实例共享此静态变量,也就是说在类装载时,只分配一块存储空间,所有此类的对象都可以操控此块存储空间,当然对于final则另当别论了。看下面这段代码:
    1. class Value{
    2.   static int c=0;
    3.   static void inc(){
    4.     c++;
    5.   }
    6. }
    7. class Count{
    8.   public static void prt(String s){
    9.     System.out.println(s);
    10.   }
    11.   public static void main(String[] args){
    12.     Value v1,v2;
    13.     v1=new Value();
    14.     v2=new Value();
    15.     prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    16.     v1.inc();
    17.     prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);  
    18.   }
    19. }
结果如下:
v1.c=0  v2.c=0
v1.c=1  v2.c=1
由此可以证明它们共享一块存储区。static变量有点类似于C中的全局变量的概念。值得探讨的是静态变量的初始化问题。我们修改上面的程序:
    1. class Value{
    2.   static int c=0;
    3.   Value(){
    4.     c=15;
    5.   }
    6.   Value(int i){
    7.     c=i;
    8.   }
    9.   static void inc(){
    10.     c++;
    11.   }
    12. }
    13. class Count{
    14.   public static void prt(String s){
    15.     System.out.println(s);
    16.   }
    17.     Value v=new Value(10);
    18.     static Value v1,v2;
    19.     static{
    20.       prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    21.       v1=new Value(27);
    22.       prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    23.       v2=new Value(15);
    24.       prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    25.     }
    26.  
    27.   public static void main(String[] args){
    28.     Count ct=new Count();
    29.     prt("ct.c="+ct.v.c);
    30.     prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    31.     v1.inc();
    32.     prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    33.     prt("ct.c="+ct.v.c);
    34.   }
    35. }

运行结果如下:
v1.c=0  v2.c=0
v1.c=27  v2.c=27
v1.c=15  v2.c=15
ct.c=10
v1.c=10  v2.c=10
v1.c=11  v2.c=11
ct.c=11
个程序展示了静态初始化的各种特性。如果你初次接触Java,结果可能令你吃惊。可能会对static后加大括号感到困惑。首先要告诉你的是, static定义的变量会优先于任何其它非static变量,不论其出现的顺序如何。正如在程序中所表现的,虽然v出现在v1v2的前面,但是结果却是 v1v2的初始化在v的前面。在static{后面跟着一段代码,这是用来进行显式的静态变量初始化,这段代码只会初始化一次,且在类被第一次装载时。如果你能读懂并理解这段代码,会帮助你对static关键字的认识。在涉及到继承的时候,会先初始化父类的static变量,然后是子类的,依次类推。非静态变量不是本文的主题,在此不做详细讨论,请参考Think in Java中的讲解。
静态类
通常一个普通类不允许声明为静态的,只有一个内部类才可以。这时这个声明为静态的内部类可以直接作为一个普通类来使用,而不需实例一个外部类。如下代码所示:
    1. public class StaticCls{
    2.   public static void main(String[] args){
    3.     OuterCls.InnerCls oi=new OuterCls.InnerCls();
    4.   }
    5. }
class OuterCls{
    1.   public static class InnerCls{
    2.     InnerCls(){
    3.       System.out.println("InnerCls");
    4.     }
    5.    }
    6. }

输出结果会如你所料:
InnerCls
和普通类一样。内部类的其它用法请参阅Think in Java中的相关章节,此处不作详解。
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                                                             二、this & super
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     中 讨论了static的种种用法,通过用static来定义方法或成员,为我们编程提供了某种便利,从某种程度上可以说它类似于C语言中的全局函数和全 局变量。但是,并不是说有了这种便利,你便可以随处使用,如果那样的话,你便需要认真考虑一下自己是否在用面向对象的思想编程,自己的程序是否是面向对象的。好了,现在开始讨论this&super这两个关键字的意义和用法。
在Java中,this通常指当前对象,super则指父类的。 当你想要引用当前对象的某种东西,比如当前对象的某个方法,或当前对象的某个成员,你便可以利用this来实现这个目的,当然,this的另一个用途是调 用当前对象的另一个构造函数,这些马上就要讨论。如果你想引用父类的某种东西,则非super莫属。由于this与super有如此相似的一些特性和与生俱来的某种关系,所以我们在这一块儿来讨论,希望能帮助你区分和掌握它们两个。
在一般方法中
最普遍的情况就是,在你的方法 中的某个形参名与当前对象的某个成员有相同的名字,这时为了不至于混淆,你便需要明确使用this关键字来指明你要使用某个成员,使用方法是“this. 成员名”,而不带this的那个便是形参。另外,还可以用“this.方法名”来引用当前对象的某个方法,但这时this就不是必须的了,你可以直接用方 法名来访问那个方法,编译器会知道你要调用的是那一个。下面的代码演示了上面的用法:
66.    public class DemoThis{
67.      private String name;
68.      private int age;
69.      DemoThis(String name,int age){
70.        setName(name); //你可以加上this来调用方法,像这样:this.setName(name);但这并不是必须的
71.        setAge(age);
72.        this.print();
73.      }   
74.      public void setName(String name){
75.        this.name=name;//此处必须指明你要引用成员变量
76.      }
77.      public void setAge(int age){
78.        this.age=age;
79.      }
80.      public void print(){
81.        System.out.println("Name="+name+" Age="+age);//在此行中并不需要用this,因为没有会导致混淆的东西
82.      }
83.      public static void main(String[] args){
84.        DemoThis dt=new DemoThis("Kevin","22");
85.      }
86.    }

这段代码很简单,不用解释你也应该能看明白。在构造函数中你看到用this.print(),你完全可以用print()来代替它,两者效果一样。下面我们修改这个程序,来演示super的用法。
87.    class Person{
88.      public int c;
89.      private String name;
90.      private int age;
91.      protected void setName(String name){
92.        this.name=name;
93.      }
94.      protected void setAge(int age){
95.        this.age=age;
96.      }
97.      protected void print(){
98.        System.out.println("Name="+name+" Age="+age);
99.      }
100.}
101.public class DemoSuper extends Person{
102.  public void print(){
103.    System.out.println("DemoSuper:");
104.    super.print();
105.  }
106.  public static void main(String[] args){
107.    DemoSuper ds=new DemoSuper();
108.    ds.setName("kevin");
109.    ds.setAge(22);
110.    ds.print();
111.  }
112.}

DemoSuper中,重新定义的print方法覆写了父类的print方法,它首先做一些自己的事情,然后调用父类的那个被覆写了的方法。输出结果说明了这一点:
DemoSuper:
Name=kevin Age=22
这样的使用方法是比较常用的。另外如果父类的成员可以被子类访问,那你可以像使用this一样使用它,用“super.父类中的成员名的方式,但常常你并不是这样来访问父类中的成员名的。
在构造函数中
构造函数是一种特殊的方法,在对象初始化的时候自动调用。在构造函数中,thissuper也有上面说的种种使用方式,并且它还有特殊的地方,请看下面的例子:
113.class Person{
114.  public static void prt(String s){
115.    System.out.println(s);
116.  }
117.  Person(){
118.    prt("A Person.");
119.  }
120.  Person(String name){
121.    prt("A person name is:"+name);
122.  }
123.}
124.public class Chinese extends Person{
125.  Chinese(){
126.    super();  //调用父类构造函数(1
127.    prt("A chinese.");//(4)
128.  }
129.  Chinese(String name){
130.    super(name);//调用父类具有相同形参的构造函数(2
131.    prt("his name is:"+name);
132.  }
133.  Chinese(String name,int age){
134.    this(name);//调用当前具有相同形参的构造函数(3
135.    prt("his age is:"+age);
136.  }
137.  public static void main(String[] args){
138.    Chinese cn=new Chinese();
139.    cn=new Chinese("kevin");
140.    cn=new Chinese("kevin",22);
141.  }
142.}

这段程序中,thissuper不再是像以前那样用“.”连接一个方法或成员,而是直接在其后跟上适当的参数,因此它的意义也就有了变化。super加参数的是用来调用父类中具有相同形式的构造函数,如12处。this后加参数则调用的是当前具有相同参数的构造函数,如3处。当然,在Chinese 的各个重载构造函数中,thissuper在一般方法中的各种用法也仍可使用,比如4处,你可以将它替换为“this.prt”(因为它继承了父类中的那个方法)或者是“super.prt”(因为它是父类中的方法且可被子类访问),它照样可以正确运行。但这样似乎就有点画蛇添足的味道了。
最后,写了这么多,如果你能对“this通常指代当前对象,super通常指代父类这句话牢记在心,那么本篇便达到了目的,其它的你自会在以后的编程实践当中慢慢体会、掌握。另外关于本篇中提到的继承,请参阅相关Java教程。
关于最后一个final的意义和用法,也会很快贴出,敬请阅读指正。
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  final
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final
Java中并不常用,然而它却为我们提供了诸如在C语言中定义常量的功能,不仅如此,final还可以让你控制你的成员、方法或者是一个类是否可被覆写或继承等功能,这些特点使finalJava中拥有了一个不可或缺的地位,也是学Java时必须要知道和掌握的关键字之一。
   发表时间:2007-03-25  
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