Java中static、this、super、final用法简谈

                      

 

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static、this、super、final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：
  public class Hello{
    public static void main(String[] args){ //(1)
      System.out.println("Hello,world!");   //(2)
    }
  }

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。 
在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!
这就是你运行的过程，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，out是System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：
class Simple{
   static void go(){
     System.out.println("Go...");
   }
}
public class Cal{
  public static void main(String[] args){
    Simple.go();
  }
}

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：class Value{
  static int c=0;
  static void inc(){
    c++;
  }
}
class Count{
  public static void prt(String s){
    System.out.println(s);
  }
  public static void main(String[] args){
    Value v1,v2;
    v1=new Value();
    v2=new Value();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    v1.inc();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);  
  }
}
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：class Value{
  static int c=0;
  Value(){
    c=15;
  }
  Value(int i){
    c=i;
  }
  static void inc(){
    c++;
  }
}
class Count{
  public static void prt(String s){
    System.out.println(s);
  }
    Value v=new Value(10);
    static Value v1,v2;
    static{
      prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
      v1=new Value(27);
      prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
      v2=new Value(15);
      prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    }

  public static void main(String[] args){
    Count ct=new Count();
    prt("ct.c="+ct.v.c);
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    v1.inc();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    prt("ct.c="+ct.v.c);
  }
}

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
这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v1和v2的前面，但是结果却是v1和v2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：
public class StaticCls{
  public static void main(String[] args){
    OuterCls.InnerCls oi=new OuterCls.InnerCls();
  }
}
class OuterCls{
  public static class InnerCls{
    InnerCls(){
      System.out.println("InnerCls");
    }
   }
}

输出结果会如你所料：
InnerCls
和普通类一样。

二、this & super

在上一篇拙作中，我们讨论了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：

public class DemoThis
{
  private String name;
  private int age;
  DemoThis(String name,int age)
  {
    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
    setAge(age);
    this.print();
  }  
  public void setName(String name)
  {
    this.name=name;
 //此处必须指明你要引用成员变量
  }
  public void setAge(int age)
  {
    this.age=age;
  }
  public void print()
  {
    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
  }
  public static void main(String[] args)
  {
    DemoThis dt=new DemoThis("Kevin","22");
  }
}
 

 

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。

class Person
{
  public int c;
  private String name;
  private int age;
  protected void setName
  (String name)
  {
    this.name=name;
  }
  protected void setAge(int age)
  {
    this.age=age;
  }
  protected void print()
  {
    System.out.println
 ("Name="+name+" Age="+age);
  }
}
public class DemoSuper
extends Person
{
  public void print()
  {
    System.out.println("DemoSuper:");
    super.print();
  }
  public static void main(String[] args)
  {
    DemoSuper ds=new DemoSuper();
    ds.setName("kevin");
    ds.setAge(22);
    ds.print();
  }
}
 

 

在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，this和super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：

class Person
{
  public static void prt(String s)
  {
    System.out.println(s);
  }
  Person(){
    prt("A Person.");
  }
  Person(String name)
  {
    prt("A person name is:"+name);
  }
}
public class Chinese extends Person{
  Chinese(){
    super(); 
 //调用父类构造函数（1）
    prt("A chinese.");
 //(4)
  }
  Chinese(String name)
  {
    super(name);
 //调用父类具有相同形参的构造函数（2）
    prt("his name is:"+name);
  }
  Chinese(String name,int age){
    this(name);
 //调用当前具有相同形参的构造函数（3）
    prt("his age is:"+age);
  }
  public static void main
  (String[] args)
  {
    Chinese cn=new Chinese();
    cn=new Chinese("kevin");
    cn=new Chinese("kevin",22);
  }
}
 

 

在这段程序中，this和super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后加参数的是用来调用父类中具有相同形式的构造函数，如1和2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，this和super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。