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          Java中static、this、super、final用法簡談

          Posted on 2007-11-17 20:55 hilor 閱讀(447) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: J2EE
          本篇旨在幫助準備學習Java以及剛接觸Java的朋友認識、掌握和使用staticthissuperfinal這幾個關鍵字的使用。Java博大精深,我也是一位正在學習和使用Java的愛好者,文中難免有不妥之處,歡迎指正。
          一、static
              
          請先看下面這段程序:
          1.   
          2.    public class Hello{
          3.      public static void main(String[] args){ //(1)
          4.        System.out.println("Hello,world!");   //(2)
          5.      }
          6.    }


          看過這段程序,對于大多數學過Java 的從來說,都不陌生。即使沒有學過Java,而學過其它的高級語言,例如C,那你也應該能看懂這段代碼的意思。它只是簡單的輸出“Hello,world”,一點別的用處都沒有,然而,它卻展示了static關鍵字的主要用法。 
          1處,我們定義了一個靜態的方法名為main,這就意味著告訴Java編譯器,我這個方法不需要創建一個此類的對象即可使用。你還得你是怎么運行這個程序嗎?一般,我們都是在命令行下,打入如下的命令(加下劃線為手動輸入)

          javac Hello.java
          java Hello

          Hello,world!
          就是你運行的過程,第一行用來編譯Hello.java這個文件,執行完后,如果你查看當前,會發現多了一個Hello.class文件,那就是第一行產生的Java二進制字節碼。第二行就是執行一個Java程序的最普遍做法。執行結果如你所料。在2中,你可能會想,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的官方網站瀏覽J2SE API)首先,System是位于java.lang包中的一個核心類,如果你查看它的定義,你會發現有這樣一行:public static final  PrintStream out;接著在進一步,點擊PrintStream這個超鏈接,在METHOD頁面,你會看到大量定義的方法,查找 println,會有這樣一行:
          public void println(String x)。好了,現在你應該明白為什么我們要那樣調用了,outSystem的一個靜態變量,所以可以直接使用,而out所屬的類有一個println方法。

          靜態方法 通常,在一個類中定義一個方法為static,那就是說,無需本類的對象即可調用此方法。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. }
          11. 調用一個靜態方法就是類名.方法名”,靜態方法的使用很簡單如上所示。一般來說,靜態方法常常為應用程序中的其它類提供一些實用工具所用,在Java的類庫中大量的靜態方法正是出于此目的而定義的。
            靜態變量
            靜態變量與靜態方法類似。所有此類實例共享此靜態變量,也就是說在類裝載時,只分配一塊存儲空間,所有此類的對象都可以操控此塊存儲空間,當然對于final則另當別論了。看下面這段代碼:

            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. }

            結果如下:
            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區。static變量有點類似于C中的全局變量的概念。值得探討的是靜態變量的初始化問題。我們修改上面的程序:

            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){
            1.     System.out.println(s);
            2.   }
            3.     Value v=new Value(10);
            4.     static Value v1,v2;
            5.     static{
            6.       prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
            7.       v1=new Value(27);
            8.       prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
            9.       v2=new Value(15);
            10.       prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
            11.     }
            12.  
            13.   public static void main(String[] args){
            14.     Count ct=new Count();
            15.     prt("ct.c="+ct.v.c);
            16.     prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
            17.     v1.inc();
            18.     prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
            19.     prt("ct.c="+ct.v.c);
            20.   }
            21. }


            運行結果如下:
            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
            個程序展示了靜態初始化的各種特性。如果你初次接觸Java,結果可能令你吃驚。可能會對static后加大括號感到困惑。首先要告訴你的是, static定義的變量會優先于任何其它非static變量,不論其出現的順序如何。正如在程序中所表現的,雖然v出現在v1v2的前面,但是結果卻是 v1v2的初始化在v的前面。在static{后面跟著一段代碼,這是用來進行顯式的靜態變量初始化,這段代碼只會初始化一次,且在類被 第一次裝載時。如果你能讀懂并理解這段代碼,會幫助你對static關鍵字的認識。在涉及到繼承的時候,會先初始化父類的static變量,然后是子類 的,依次類推。非靜態變量不是本文的主題,在此不做詳細討論,請參考Think in Java中的講解。
            靜態類
            通常一個普通類不允許聲明為靜態的,只有一個內部類才可以。這時這個聲明為靜態的內部類可以直接作為一個普通類來使用,而不需實例一個外部類。如下代碼所示:

            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. }

            輸出結果會如你所料:
            InnerCls
            和普通類一樣。內部類的其它用法請參閱Think in Java中的相關章節,此處不作詳解。
            ****************************************************************************

                                                                          二、this & super
            ****************************************************************************
                 中 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,你便需要認真考慮一下自己是否在用面向對象的思想編程,自己的程序是否是面向對象 的。好了,現在開始討論this&super這兩個關鍵字的意義和用法。
            在Java中,this通常指當前對象,super則指父類的。 當你想要引用當前對象的某種東西,比如當前對象的某個方法,或當前對象的某個成員,你便可以利用this來實現這個目的,當然,this的另一個用途是調 用當前對象的另一個構造函數,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 俱來的某種關系,所以我們在這一塊兒來討論,希望能幫助你區分和掌握它們兩個。
            在一般方法中
            最普遍的情況就是,在你的方法 中的某個形參名與當前對象的某個成員有相同的名字,這時為了不至于混淆,你便需要明確使用this關鍵字來指明你要使用某個成員,使用方法是“this. 成員名”,而不帶this的那個便是形參。另外,還可以用“this.方法名”來引用當前對象的某個方法,但這時this就不是必須的了,你可以直接用方 法名來訪問那個方法,編譯器會知道你要調用的是那一個。下面的代碼演示了上面的用法:
            1. public class DemoThis{
            2.   private String name;
            3.   private int age;
            4.   DemoThis(String name,int age){
            5.     setName(name); //你可以加上this來調用方法,像這樣:this.setName(name);但這并不是必須的
            6.     setAge(age);
            7.     this.print();
            8.   }   
            9.   public void setName(String name){
            10.     this.name=name;//此處必須指明你要引用成員變量
            11.   }
            12.   public void setAge(int age){
            13.     this.age=age;
            14.   }
            15.   public void print(){
            16.     System.out.println("Name="+name+" Age="+age);//在此行中并不需要用this,因為沒有會導致混淆的東西
            17.   }
            18.   public static void main(String[] args){
            19.     DemoThis dt=new DemoThis("Kevin","22");
            20.   }
            21. }

            這段代碼很簡單,不用解釋你也應該能看明白。在構造函數中你看到用this.print(),你完全可以用print()來代替它,兩者效果一樣。下面我們修改這個程序,來演示super的用法。
            1. class Person{
            2.   public int c;
            3.   private String name;
            4.   private int age;
            5.   protected void setName(String name){
            6.     this.name=name;
            7.   }
            8.   protected void setAge(int age){
            9.     this.age=age;
            10.   }
            11.   protected void print(){
            12.     System.out.println("Name="+name+" Age="+age);
            13.   }
            14. }
            15. public class DemoSuper extends Person{
            16.   public void print(){
            17.     System.out.println("DemoSuper:");
            18.     super.print();
            19.   }
            20.   public static void main(String[] args){
            21.     DemoSuper ds=new DemoSuper();
            22.     ds.setName("kevin");
            23.     ds.setAge(22);
            24.     ds.print();
            25.   }
            26. }

            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,然后調用父類的那個被覆寫了的方法。輸出結果說明了這一點:
            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。
            在構造函數中
            構造函數是一種特殊的方法,在對象初始化的時候自動調用。在構造函數中,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:
            1. class Person{
            2.   public static void prt(String s){
            3.     System.out.println(s);
            4.   }
            5.   Person(){
            6.     prt("A Person.");
            7.   }
            8.   Person(String name){
            9.     prt("A person name is:"+name);
            10.   }
            11. }
            12. public class Chinese extends Person{
            13.   Chinese(){
            14.     super();  //調用父類構造函數(1)
            15.     prt("A chinese.");//(4)
            16.   }
            17.   Chinese(String name){
            18.     super(name);//調用父類具有相同形參的構造函數(2)
            19.     prt("his name is:"+name);
            20.   }
            21.   Chinese(String name,int age){
            22.     this(name);//調用當前具有相同形參的構造函數(3)
            23.     prt("his age is:"+age);
            24.   }
            25.   public static void main(String[] args){
            26.     Chinese cn=new Chinese();
            27.     cn=new Chinese("kevin");
            28.     cn=new Chinese("kevin",22);
            29.   }
            30. }

            在 這段程序中,this和super不再是像以前那樣用“.”連接一個方法或成員,而是直接在其后跟上適當的參數,因此它的意義也就有了變化。super后 加參數的是用來調用父類中具有相同形式的構造函數,如1和2處。this后加參數則調用的是當前具有相同參數的構造函數,如3處。當然,在Chinese 的各個重載構造函數中,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”(因為它繼承了父類中的 那個方法)或者是“super.prt”(因為它是父類中的方法且可被子類訪問),它照樣可以正確運行。但這樣似乎就有點畫蛇添足的味道了。
            最后,寫了這么多,如果你能對“this通常指代當前對象,super通常指代父類”這句話牢記在心,那么本篇便達到了目的,其它的你自會在以后的編程實踐當中慢慢體會、掌握。另外關于本篇中提到的繼承,請參閱相關Java教程。
            關于最后一個final的意義和用法,也會很快貼出,敬請閱讀指正。
            **********************************************************************************************
                                                                          
            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、方法或者是一個類是否可被覆寫或繼承等功能,這些特點使final在Java中擁有了一個不可或缺的地位,也是學 習Java時必須要知道和掌握的關鍵字之一。
            final成員
            當你在類中定義變量時,在其前面加上final關鍵字,那便是 說,這個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地方,一是 其定義處,也就是說在final變量定義時直接給其賦值,二是在構造函數中。這兩個地方只能選其一,要么在定義時給值,要么在構造函數中給值,不能同時既 在定義時給了值,又在構造函數中給另外的值。下面這段代碼演示了這一點:
            1. import java.util.List;
            2. import java.util.ArrayList;
            3. import java.util.LinkedList;
            4. public class Bat{
            5.     final PI=3.14;          //在定義時便給址值
            6.     final int i;            //因為要在構造函數中進行初始化,所以此處便不可再給值
            7.     final List list;        //此變量也與上面的一樣
            8.     Bat(){
            9.         i=100;
            10.         list=new LinkedList();
            11.     }
            12.     Bat(int ii,List l){
            13.         i=ii;
            14.         list=l;
            15.     }
            16.     public static void main(String[] args){
            17.         Bat b=new Bat();
            18.         b.list.add(new Bat());
            19.         //b.i=25;
            20.         //b.list=new ArrayList();
            21.         System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass());
            22.         b=new Bat(23,new ArrayList());
            23.         b.list.add(new Bat());
            24.         System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass());
            25.     }
            26. }

            此 程序很簡單的演示了final的常規用法。在這里使用在構造函數中進行初始化的方法,這使你有了一點靈活性。如Bat的兩個重載構造函數所示,第一個缺省 構造函數會為你提供默認的值,重載的那個構造函數會根據你所提供的值或類型為final變量初始化。然而有時你并不需要這種靈活性,你只需要在定義時便給 定其值并永不變化,這時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,輸出結果中顯示了這一點:
            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為final,對于基本類型的變量,這樣做并沒有什么實際意義,因為基本類型的變量在調用方法時是傳值的,也就是說你可以在 方法中更改這個參數變量而不會影響到調用語句,然而對于對象變量,卻顯得很實用,因為對象變量在傳遞時是傳遞其引用,這樣你在方法中對對象變量的修改也會 影響到調用語句中的對象變量,當你在方法中不需要改變作為參數的對象變量時,明確使用final進行聲明,會防止你無意的修改而影響到調用方法。
            另外方法中的內部類在用到方法中的參變量時,此參變也必須聲明為final才可使用,如下代碼所示:
            1. public class INClass{
            2.    void innerClass(final String str){
            3.         class IClass{
            4.             IClass(){
            5.                 System.out.println(str);
            6.             }
            7.         }
            8.         IClass ic=new IClass();
            9.     }
            10.   public static void main(String[] args){
            11.       INClass inc=new INClass();
            12.       inc.innerClass("Hello");
            13.   }
            14. }

            final方法
            將 方法聲明為final,那就說明你已經知道這個方法提供的功能已經滿足你要求,不需要進行擴展,并且也不允許任何從此類繼承的類來覆寫這個方法,但是繼承 仍然可以繼承這個方法,也就是說可以直接使用。另外有一種被稱為inline的機制,它會使你在調用final方法時,直接將方法主體插入到調用處,而不 是進行例行的方法調用,例如保存斷點,壓棧等,這樣可能會使你的程序效率有所提高,然而當你的方法主體非常龐大時,或你在多處調用此方法,那么你的調用主 體代碼便會迅速膨脹,可能反而會影響效率,所以你要慎用final進行方法定義。

            final類
            當你將final用 于類身上時,你就需要仔細考慮,因為一個final類是無法被任何人繼承的,那也就意味著此類在一個繼承樹中是一個葉子類,并且此類的設計已被認為很完美 而不需要進行修改或擴展。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:
            1. final class final{
            2.     final String str="final Data";
            3.     public String str1="non final data";
            4.     final public void print(){
            5.         System.out.println("final method.");
            6.     }
            7.     public void what(){
            8.         System.out.println(str+""n"+str1);
            9.     }
            10. }
            11. public class FinalDemo {   //extends final 無法繼承 
            12.     public static void main(String[] args){
            13.         final f=new final();
            14.         f.what();
            15.         f.print();
            16.     }
            17. }

            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方法的區別也很難從程序行看出,只是記住慎用。
            final在設計模式中的應用
            在設計模式中有一種模式叫做不變模式,在Java中通過final關鍵字可以很容易的實現這個模式,在講解final成員時用到的程序Bat.java就是一個不變模式的例子。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的使用已經說完了,如果你對這四個關鍵字已經能夠大致說出它們的區別與用法,那便說明你基本已 經掌握。然而,世界上的任何東西都不是完美無缺的,Java提供這四個關鍵字,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,一旦達到濫用 的程序,便適得其反,所以在使用時請一定要認真考慮。
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