`
dianziermu
  • 浏览: 137178 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 北京
社区版块
存档分类
最新评论

Java中static、this、super、final用法简谈

    博客分类:
  • J2SE
阅读更多

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。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。

====================================

 

 

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。


==============================================
三、final

final在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final在Java中拥有了一个不可或缺的地位,也是学 习Java时必须要知道和掌握的关键字之一。
final成员
当你在类中定义变量时,在其前面加上final关键字,那便是说,这个变量一 旦被初始化便不可改变,这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变,而对于对象变量来说其引用不可再变。其初始化可以在两个地方,一是其定义处,也就 是说在final变量定义时直接给其赋值,二是在构造函数中。这两个地方只能选其一,要么在定义时给值,要么在构造函数中给值,不能同时既在定义时给了 值,又在构造函数中给另外的值。下面这段代码演示了这一点:

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
public class Bat{
    final PI=3.14;          //在定义时便给址值
    final int i;            //因为要在构造函数中进行初始化,所以此处便不可再给值
    final List list;        //此变量也与上面的一样
    Bat(){
        i=100;
        list=new LinkedList();
    }
    Bat(int ii,List l){
        i=ii;
        list=l;
    }
    public static void main(String[] args){
        Bat b=new Bat();
        b.list.add(new Bat());
        //b.i=25;
        //b.list=new ArrayList();
        System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass());
        b=new Bat(23,new ArrayList());
        b.list.add(new Bat());
        System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass());
    }
}

此程序很简单的演示了final的常规用法。在这里使用在构造函数中进行初始化的方法,这使你 有了一点灵活性。如Bat的两个重载构造函数所示,第一个缺省构造函数会为你提供默认的值,重载的那个构造函数会根据你所提供的值或类型为final变量 初始化。然而有时你并不需要这种灵活性,你只需要在定义时便给定其值并永不变化,这时就不要再用这种方法。在main方法中有两行语句注释掉了,如果你去 掉注释,程序便无法通过编译,这便是说,不论是i的值或是list的类型,一旦初始化,确实无法再更改。然而b可以通过重新初始化来指定i的值或list 的类型,输出结果中显示了这一点:
I=100 List Type:class java.util.LinkedList
I=23 List Type:class java.util.ArrayList
还 有一种用法是定义方法中的参数为final,对于基本类型的变量,这样做并没有什么实际意义,因为基本类型的变量在调用方法时是传值的,也就是说你可以在 方法中更改这个参数变量而不会影响到调用语句,然而对于对象变量,却显得很实用,因为对象变量在传递时是传递其引用,这样你在方法中对对象变量的修改也会 影响到调用语句中的对象变量,当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时,明确使用final进行声明,会防止你无意的修改而影响到调用方法。
另外方法中的内部类在用到方法中的参变量时,此参变也必须声明为final才可使用,如下代码所示:

public class INClass{
   void innerClass(final String str){
        class IClass{
            IClass(){
                System.out.println(str);
            }
        }
        IClass ic=new IClass();
    }
  public static void main(String[] args){
      INClass inc=new INClass();
      inc.innerClass("Hello");
  }
}

final方法
将方法声明为final,那就说明你已经知道这个方法提供的功能已经满 足你要求,不需要进行扩展,并且也不允许任何从此类继承的类来覆写这个方法,但是继承仍然可以继承这个方法,也就是说可以直接使用。另外有一种被称为 inline的机制,它会使你在调用final方法时,直接将方法主体插入到调用处,而不是进行例行的方法调用,例如保存断点,压栈等,这样可能会使你的 程序效率有所提高,然而当你的方法主体非常庞大时,或你在多处调用此方法,那么你的调用主体代码便会迅速膨胀,可能反而会影响效率,所以你要慎用 final进行方法定义。

final类
当你将final用于类身上时,你就需要仔细考虑,因为一个final类 是无法被任何人继承的,那也就意味着此类在一个继承树中是一个叶子类,并且此类的设计已被认为很完美而不需要进行修改或扩展。对于final类中的成员, 你可以定义其为final,也可以不是final。而对于方法,由于所属类为final的关系,自然也就成了final型的。你也可以明确的给final 类中的方法加上一个final,但这显然没有意义。
下面的程序演示了final方法和final类的用法:

final class final{
    final String str="final Data";
    public String str1="non final data";
    final public void print(){
        System.out.println("final method.");
    }
    public void what(){
        System.out.println(str+"\n"+str1);
    }
}
public class FinalDemo {   //extends final 无法继承 
    public static void main(String[] args){
        final f=new final();
        f.what();
        f.print();
    }
}

从程序中可以看出,final类与普通类的使用几乎没有差别,只是它失去了被继承的特性。final方法与非final方法的区别也很难从程序行看出,只是记住慎用。
final在设计模式中的应用
在设计模式中有一种模式叫做不变模式,在Java中通过final关键字可以很容易的实现这个模式,在讲解final成员时用到的程序Bat.java就是一个不变模式的例子。如果你对此感兴趣,可以参考阎宏博士编写的《Java与模式》一书中的讲解。

到此为止,this,static,supert和final的使用已经说完了,如果你对这四 个关键字已经能够大致说出它们的区别与用法,那便说明你基本已经掌握。然而,世界上的任何东西都不是完美无缺的,Java提供这四个关键字,给程序员的编 程带来了很大的便利,但并不是说要让你到处使用,一旦达到滥用的程序,便适得其反,所以在使用时请一定要认真考虑。

 

 

 

 

分享到:
评论

相关推荐

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics