Posted on 2006-08-30 14:16
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| Java中static、this、super、final用法 |
| 作者：未知??來源：未知??發(fā)布時(shí)間：2006-7-14 21:33:56??發(fā)布人：sany |
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一、static?
請先看下面這段程序：
??public?class?Hello{
????public?static?void?main(String[]?args){?//(1)
??????System.out.println("Hello,world!");???//(2)
????}
??}
看過這段程序，對于大多數(shù)學(xué)過Java?的從來說，都不陌生。即使沒有學(xué)過Java，而學(xué)過其它的高級語言，例如C，那你也應(yīng)該能看懂這段代碼的意思。它只是簡單的輸出“Hello,world”，一點(diǎn)別的用處都沒有，然而，它卻展示了static關(guān)鍵字的主要用法。
在1處，我們定義了一個(gè)靜態(tài)的方法名為main，這就意味著告訴Java編譯器，我這個(gè)方法不需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)此類的對象即可使用。你還得你是怎么運(yùn)行這個(gè)程序嗎？一般，我們都是在命令行下，打入如下的命令(加下劃線為手動(dòng)輸入)：
javac?Hello.java
java?Hello
Hello,world!
這就是你運(yùn)行的過程，第一行用來編譯Hello.java這個(gè)文件，執(zhí)行完后，如果你查看當(dāng)前，會(huì)發(fā)現(xiàn)多了一個(gè)Hello.class文件，那就是第一行產(chǎn)生的Java二進(jìn)制字節(jié)碼。第二行就是執(zhí)行一個(gè)Java程序的最普遍做法。執(zhí)行結(jié)果如你所料。在2中，你可能會(huì)想，為什么要這樣才能輸出。好，我們來分解一下這條語句。（如果沒有安裝Java文檔，請到Sun的官方網(wǎng)站瀏覽J2SE?API）首先，System是位于java.lang包中的一個(gè)核心類，如果你查看它的定義，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有這樣一行：public?static?final?PrintStream?out;接著在進(jìn)一步，點(diǎn)擊PrintStream這個(gè)超鏈接，在METHOD頁面，你會(huì)看到大量定義的方法，查找println，會(huì)有這樣一行：
public?void?println(String?x)。
好了，現(xiàn)在你應(yīng)該明白為什么我們要那樣調(diào)用了，out是System的一個(gè)靜態(tài)變量，所以可以直接使用，而out所屬的類有一個(gè)println方法。
靜態(tài)方法
通常，在一個(gè)類中定義一個(gè)方法為static，那就是說，無需本類的對象即可調(diào)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();
??}
}
調(diào)用一個(gè)靜態(tài)方法就是“類名.方法名”,靜態(tài)方法的使用很簡單如上所示。一般來說，靜態(tài)方法常常為應(yīng)用程序中的其它類提供一些實(shí)用工具所用，在Java的類庫中大量的靜態(tài)方法正是出于此目的而定義的。
靜態(tài)變量
靜態(tài)變量與靜態(tài)方法類似。所有此類實(shí)例共享此靜態(tài)變量，也就是說在類裝載時(shí)，只分配一塊存儲(chǔ)空間，所有此類的對象都可以操控此塊存儲(chǔ)空間，當(dāng)然對于final則另當(dāng)別論了?？聪旅孢@段代碼：
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);??
??}
}
結(jié)果如下：
v1.c=0??v2.c=0
v1.c=1??v2.c=1
由此可以證明它們共享一塊存儲(chǔ)區(qū)。static變量有點(diǎn)類似于C中的全局變量的概念。值得探討的是靜態(tài)變量的初始化問題。我們修改上面的程序：
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);
??}
}
運(yùn)行結(jié)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
這個(gè)程序展示了靜態(tài)初始化的各種特性。如果你初次接觸Java，結(jié)果可能令你吃驚?？赡軙?huì)對static后加大括號(hào)感到困惑。首先要告訴你的是，static定義的變量會(huì)優(yōu)先于任何其它非static變量，不論其出現(xiàn)的順序如何。正如在程序中所表現(xiàn)的，雖然v出現(xiàn)在v1和v2的前面，但是結(jié)果卻是v1和v2的初始化在v的前面。在static{后面跟著一段代碼，這是用來進(jìn)行顯式的靜態(tài)變量初始化，這段代碼只會(huì)初始化一次，且在類被第一次裝載時(shí)。如果你能讀懂并理解這段代碼，會(huì)幫助你對static關(guān)鍵字的認(rèn)識(shí)。在涉及到繼承的時(shí)候，會(huì)先初始化父類的static變量，然后是子類的，依次類推。非靜態(tài)變量不是本文的主題，在此不做詳細(xì)討論，請參考Think?in?Java中的講解。
靜態(tài)類
通常一個(gè)普通類不允許聲明為靜態(tài)的，只有一個(gè)內(nèi)部類才可以。這時(shí)這個(gè)聲明為靜態(tài)的內(nèi)部類可以直接作為一個(gè)普通類來使用，而不需實(shí)例一個(gè)外部類。如下代碼所示：
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");
????}
???}
}
輸出結(jié)果會(huì)如你所料：
InnerCls
和普通類一樣。內(nèi)部類的其它用法請參閱Think?in?Java中的相關(guān)章節(jié)，此處不作詳解。
二、this?&?super
在上一篇拙作中，我們討論了static的種種用法，通過用static來定義方法或成員，為我們編程提供了某種便利，從某種程度上可以說它類似于C語言中的全局函數(shù)和全局變量。但是，并不是說有了這種便利，你便可以隨處使用，如果那樣的話，你便需要認(rèn)真考慮一下自己是否在用面向?qū)ο蟮乃枷?a class="wordstyle" target="_blank">編程，自己的程序是否是面向?qū)ο蟮摹：昧耍F(xiàn)在開始討論this&super這兩個(gè)關(guān)鍵字的意義和用法。
在Java中，this通常指當(dāng)前對象，super則指父類的。當(dāng)你想要引用當(dāng)前對象的某種東西，比如當(dāng)前對象的某個(gè)方法，或當(dāng)前對象的某個(gè)成員，你便可以利用this來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，當(dāng)然，this的另一個(gè)用途是調(diào)用當(dāng)前對象的另一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，這些馬上就要討論。如果你想引用父類的某種東西，則非super莫屬。由于this與super有如此相似的一些特性和與生俱來的某種關(guān)系，所以我們在這一塊兒來討論，希望能幫助你區(qū)分和掌握它們兩個(gè)。
在一般方法中
最普遍的情況就是，在你的方法中的某個(gè)形參名與當(dāng)前對象的某個(gè)成員有相同的名字，這時(shí)為了不至于混淆，你便需要明確使用this關(guān)鍵字來指明你要使用某個(gè)成員，使用方法是“this.成員名”，而不帶this的那個(gè)便是形參。另外，還可以用“this.方法名”來引用當(dāng)前對象的某個(gè)方法，但這時(shí)this就不是必須的了，你可以直接用方法名來訪問那個(gè)方法，編譯器會(huì)知道你要調(diào)用的是那一個(gè)。下面的代碼演示了上面的用法：
public?class?DemoThis{
??private?String?name;
??private?int?age;
??DemoThis(String?name,int?age){
????setName(name);?//你可以加上this來調(diào)用方法，像這樣：this.setName(name);但這并不是必須的
????setAge(age);
????this.print();
??}???
??public?void?setName(String?name){
????this.name=name;//此處必須指明你要引用成員變量
??}
??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?yàn)闆]有會(huì)導(dǎo)致混淆的東西
??}
??public?static?void?main(String[]?args){
????DemoThis?dt=new?DemoThis("Kevin","22");
??}
}
這段代碼很簡單，不用解釋你也應(yīng)該能看明白。在構(gòu)造函數(shù)中你看到用this.print(),你完全可以用print()來代替它，兩者效果一樣。下面我們修改這個(gè)程序，來演示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，重新定義的print方法覆寫了父類的print方法，它首先做一些自己的事情，然后調(diào)用父類的那個(gè)被覆寫了的方法。輸出結(jié)果說明了這一點(diǎn)：
DemoSuper:
Name=kevin?Age=22
這樣的使用方法是比較常用的。另外如果父類的成員可以被子類訪問，那你可以像使用this一樣使用它，用“super.父類中的成員名”的方式，但常常你并不是這樣來訪問父類中的成員名的。
在構(gòu)造函數(shù)中
構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的方法，在對象初始化的時(shí)候自動(dòng)調(diào)用。在構(gòu)造函數(shù)中，this和super也有上面說的種種使用方式，并且它還有特殊的地方，請看下面的例子：
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();??//調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)（1）
????prt("A?chinese.");//(4)
??}
??Chinese(String?name){
????super(name);//調(diào)用父類具有相同形參的構(gòu)造函數(shù)（2）
????prt("his?name?is:"+name);
??}
??Chinese(String?name,int?age){
????this(name);//調(diào)用當(dāng)前具有相同形參的構(gòu)造函數(shù)（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);
??}
}
在這段程序中，this和super不再是像以前那樣用“.”連接一個(gè)方法或成員，而是直接在其后跟上適當(dāng)?shù)膮?shù)，因此它的意義也就有了變化。super后加參數(shù)的是用來調(diào)用父類中具有相同形式的構(gòu)造函數(shù)，如1和2處。this后加參數(shù)則調(diào)用的是當(dāng)前具有相同參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，如3處。當(dāng)然，在Chinese的各個(gè)重載構(gòu)造函數(shù)中，this和super在一般方法中的各種用法也仍可使用，比如4處，你可以將它替換為“this.prt”(因?yàn)樗^承了父類中的那個(gè)方法）或者是“super.prt”（因?yàn)樗歉割愔械姆椒ㄇ铱杀蛔宇愒L問），它照樣可以正確運(yùn)行。但這樣似乎就有點(diǎn)畫蛇添足的味道了。
最后，寫了這么多，如果你能對“this通常指代當(dāng)前對象，super通常指代父類”這句話牢記在心，那么本篇便達(dá)到了目的，其它的你自會(huì)在以后的編程實(shí)踐當(dāng)中慢慢體會(huì)、掌握。另外關(guān)于本篇中提到的繼承，請參閱相關(guān)Java教程。
三、final
final在Java中并不常用，然而它卻為我們提供了諸如在C語言中定義常量的功能，不僅如此，final還可以讓你控制你的成員、方法或者是一個(gè)類是否可被覆寫或繼承等功能，這些特點(diǎn)使final在Java中擁有了一個(gè)不可或缺的地位，也是學(xué)習(xí)Java時(shí)必須要知道和掌握的關(guān)鍵字之一。
final成員
當(dāng)你在類中定義變量時(shí)，在其前面加上final關(guān)鍵字，那便是說，這個(gè)變量一旦被初始化便不可改變，這里不可改變的意思對基本類型來說是其值不可變，而對于對象變量來說其引用不可再變。其初始化可以在兩個(gè)地方，一是其定義處，也就是說在final變量定義時(shí)直接給其賦值，二是在構(gòu)造函數(shù)中。這兩個(gè)地方只能選其一，要么在定義時(shí)給值，要么在構(gòu)造函數(shù)中給值，不能同時(shí)既在定義時(shí)給了值，又在構(gòu)造函數(shù)中給另外的值。下面這段代碼演示了這一點(diǎn)：
import?java.util.List;
import?java.util.ArrayList;
import?java.util.LinkedList;
public?class?Bat{
????final?PI=3.14;??????????//在定義時(shí)便給址值
????final?int?i;????????????//因?yàn)橐跇?gòu)造函數(shù)中進(jìn)行初始化，所以此處便不可再給值
????final?List?list;????????//此變量也與上面的一樣
????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());
????}
}
此程序很簡單的演示了final的常規(guī)用法。在這里使用在構(gòu)造函數(shù)中進(jìn)行初始化的方法，這使你有了一點(diǎn)靈活性。如Bat的兩個(gè)重載構(gòu)造函數(shù)所示，第一個(gè)缺省構(gòu)造函數(shù)會(huì)為你提供默認(rèn)的值，重載的那個(gè)構(gòu)造函數(shù)會(huì)根據(jù)你所提供的值或類型為final變量初始化。然而有時(shí)你并不需要這種靈活性，你只需要在定義時(shí)便給定其值并永不變化，這時(shí)就不要再用這種方法。在main方法中有兩行語句注釋掉了，如果你去掉注釋，程序便無法通過編譯，這便是說，不論是i的值或是list的類型，一旦初始化，確實(shí)無法再更改。然而b可以通過重新初始化來指定i的值或list的類型，輸出結(jié)果中顯示了這一點(diǎn)：
I=100?List?Type:class?java.util.LinkedList
I=23?List?Type:class?java.util.ArrayList
還有一種用法是定義方法中的參數(shù)為final，對于基本類型的變量，這樣做并沒有什么實(shí)際意義，因?yàn)榛绢愋偷淖兞吭谡{(diào)用方法時(shí)是傳值的，也就是說你可以在方法中更改這個(gè)參數(shù)變量而不會(huì)影響到調(diào)用語句，然而對于對象變量，卻顯得很實(shí)用，因?yàn)閷ο笞兞吭趥鬟f時(shí)是傳遞其引用，這樣你在方法中對對象變量的修改也會(huì)影響到調(diào)用語句中的對象變量，當(dāng)你在方法中不需要改變作為參數(shù)的對象變量時(shí)，明確使用final進(jìn)行聲明，會(huì)防止你無意的修改而影響到調(diào)用方法。
另外方法中的內(nèi)部類在用到方法中的參變量時(shí)，此參變也必須聲明為final才可使用，如下代碼所示：
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
將方法聲明為final，那就說明你已經(jīng)知道這個(gè)方法提供的功能已經(jīng)滿足你要求，不需要進(jìn)行擴(kuò)展，并且也不允許任何從此類繼承的類來覆寫這個(gè)方法，但是繼承仍然可以繼承這個(gè)方法，也就是說可以直接使用。另外有一種被稱為inline的機(jī)制，它會(huì)使你在調(diào)用final方法時(shí)，直接將方法主體插入到調(diào)用處，而不是進(jìn)行例行的方法調(diào)用，例如保存斷點(diǎn)，壓棧等，這樣可能會(huì)使你的程序效率有所提高，然而當(dāng)你的方法主體非常龐大時(shí)，或你在多處調(diào)用此方法，那么你的調(diào)用主體代碼便會(huì)迅速膨脹，可能反而會(huì)影響效率，所以你要慎用final進(jìn)行方法定義。
final類
當(dāng)你將final用于類身上時(shí)，你就需要仔細(xì)考慮，因?yàn)橐粋€(gè)final類是無法被任何人繼承的，那也就意味著此類在一個(gè)繼承樹中是一個(gè)葉子類，并且此類的設(shè)計(jì)已被認(rèn)為很完美而不需要進(jìn)行修改或擴(kuò)展。對于final類中的成員，你可以定義其為final，也可以不是final。而對于方法，由于所屬類為final的關(guān)系，自然也就成了final型的。你也可以明確的給final類中的方法加上一個(gè)final，但這顯然沒有意義。
下面的程序演示了final方法和final類的用法：
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?無法繼承?
????public?static?void?main(String[]?args){
????????final?f=new?final();
????????f.what();
????????f.print();
????}
}
從程序中可以看出，final類與普通類的使用幾乎沒有差別，只是它失去了被繼承的特性。final方法與非final方法的區(qū)別也很難從程序行看出，只是記住慎用。
final在設(shè)計(jì)模式中的應(yīng)用
在設(shè)計(jì)模式中有一種模式叫做不變模式，在Java中通過final關(guān)鍵字可以很容易的實(shí)現(xiàn)這個(gè)模式，在講解final成員時(shí)用到的程序Bat.java就是一個(gè)不變模式的例子。如果你對此感興趣，可以參考閻宏博士編寫的《Java與模式》一書中的講解。
到此為止，this,static,supert和final的使用已經(jīng)說完了，如果你對這四個(gè)關(guān)鍵字已經(jīng)能夠大致說出它們的區(qū)別與用法，那便說明你基本已經(jīng)掌握。然而，世界上的任何東西都不是完美無缺的，Java提供這四個(gè)關(guān)鍵字，給程序員的編程帶來了很大的便利，但并不是說要讓你到處使用，一旦達(dá)到濫用的程序，便適得其反，所以在使用時(shí)請一定要認(rèn)真考慮。
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