Java基础：变量（成员变量、静态变量、实例变量、局部变量）、构造方法、关键字（final、static、this、super）

一、变量

　　首先，Java程序由很多类 构成，类就是域（成员变量）和相关方法的集合。其中，域（成员变量）表明对象的状态，方法表明对象所具有的行为。

　　程序中，类的定义包括类头和类体两个步骤，其中类体用一对大括号 { } 括起，类体又由域（field）和方法（method）组成。

比如：

表示”人“的类的定义Person：

class Person {
    String name;
    int age; 
    void sayHello () {
        System. out. printin ("Hello! My name is"+ name ); 
    }
}

　　类头使用关键字class标志类定义的开始，class关键字后面接着用户定义的类的类名。类名的命名应符合Java对标识符命名的要求。
　　类体中包括域和方法两大部分。域和方法都是类的成员。

 

1、成员变量

　　域对应类的静态属性。在有些场合，域又称为域变量、属性、成员变量等。例4-1中有两个域，name（表示姓名）和age（表示年龄），其类型分别是String和int，域也是变量，定义方法：
　　　　　　　　类型名 域名：
　　　　　　如：int age；
　　在定义域名时，还可以赋初始值。
　　　　　　如：int age=o；
　　如果不赋初始值，系统会自动赋一个默认值（数值型为0，boolean型为false，对象型为null，注意，String类型是系统定义好的对象型。）

 

成员变量：
1、成员变量定义在类中，即类中的普通变量，在整个类中都可以被类中方法所访问（如过和局部变量重名，需用this关键字）。
2、成员变量随着对象的建立而建立，随着对象的消失而消失，存在于对象所在的堆内存中。
3、成员变量有默认初始化值

 

2、静态变量

加static关键字的变量，只能放在类里，不能放到方法里。

静态变量有默认初始化值。 成员变量也有初始化值  局部变量没有

静态变量表示所有实例共享的一个属性，位于方法区，共享一份内存，而成员变量是对象的特殊描述，不同对象的实例变量被分配在不同的内存空间，一旦静态变量被修改，其他对象均对修改可见，故线程非安全。

 

3、实例变量

 　　用static修饰符修饰的域仅属于类的静态域，又称为静态量、类域、类变量。与此相对，不用static修饰的域称为实例变量、实例域。 【 来源于《Java程序设计》蔡翠平唐大仕】

　　实例变量为对象实例私有，在虚拟机的堆中分配，若在系统中只存在一个此对象的实例，在多线程环境下，被某个线程修改后，其他线程对修改均可见，故线程非安全；如果每个线程执行都是在不同的对象中，那对象与对象之间的实例变 量的修改将互不影响，故线程安全。

成员变量和类变量的区别：
1、两个变量的生命周期不同

• 成员变量随着对象的创建而存在，随着对象的回收而释放。
• 静态变量随着类的加载而存在，随着类的消失而消失，且优先于对象存在。

2、调用方式不同

• 成员变量只能被对象调用。
• 静态变量可以被对象调用，还可以被类名调用。

3、数据存储位置不同

• 成员变量存储在堆内存的对象中，是对象的特有数据。
• 静态变量数据存储在方法区（共享数据区）的静态区

static还可以修饰方法，静态方法只能访问静态变量，不可以访问成员变量，因为静态方法加载时，优先于对象存在，所以没有办法访问对象中的成员。同时静态方法中不能使用this，super关键字，因为this代表当前对象，而静态方法在时，有可能没有对象，所以this无法使用。 

 

4、局部变量（线程安全）

局部变量只定义在局部范围内，如：函数内，for循环语句内等，只在所属的区域有效。
2、局部变量存在于栈内存中，作用的范围结束，变量空间会自动释放。
3、局部变量没有默认初始化值 
4、在使用变量时需要遵循的原则为：就近原则，先找局部变量，再找实例变量（如果同名，实例变量需要用this关键字引用）
5、局部变量不能逐级重名，比如函数内定义过一个变量，就不能在for循环内定义相同的变量（两层for循环一个用i一个用j也是这个道理）

由于每个线程执行时将会把局部变量放在各自栈帧的工作内存中，线程间不共享，故不存在线程安全问题。

 

二、构造方法

 

 

 

 

 

 

 

三、关键字

1、final

final 关键字，意思是最终的、不可修改的，最见不得变化 ，用来修饰类、方法和变量，具有以下特点：

1. final 修饰的类不能被继承，final 类中的所有成员方法都会被隐式的指定为 final 方法；

2. final 修饰的方法不能被重写；

3. final 修饰的变量是常量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能让其指向另一个对象。

说明：使用 final 方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义；第二个原因是效率。在早期的 Java 实现版本中，会将 final 方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大，可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升（现在的 Java 版本已经不需要使用 final 方法进行这些优化了）。类中所有的 private 方法都隐式地指定为 final。

 

2、static

 

static 关键字主要有以下四种使用场景：

1. 修饰成员变量和成员方法: 被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享，可以并且建议通过类名调用。被 static 声明的成员变量属于静态成员变量，静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。调用格式：类名.静态变量名 类名.静态方法名()
2. 静态代码块: 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。 该类不管创建多少对象，静态代码块只执行一次.
3. 静态内部类（static 修饰类的话只能修饰内部类）： 静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用，该引用是指向创建它的外围类，但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着：1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非 static 成员变量和方法。
4. 静态导包(用来导入类中的静态资源，1.5 之后的新特性): 格式为：import static 这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源，并且不需要使用类名调用类中静态成员，可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。

 

3、this

this 关键字用于引用类的当前实例。

 

class Manager {
    Employees[] employees;

    void manageEmployees() {
        int totalEmp = this.employees.length;
        System.out.println("Total employees: " + totalEmp);
        this.report();
    }

    void report() { }
}

在上面的示例中，this 关键字用于两个地方：

• this.employees.length：访问类 Manager 的当前实例的变量。
• this.report（）：调用类 Manager 的当前实例的方法。

此关键字是可选的，这意味着如果上面的示例在不使用此关键字的情况下表现相同。 但是，使用此关键字可能会使代码更易读或易懂。

 

4、super

 super 关键字用于从子类访问父类的变量和方法。

public class Super {
    protected int number;

    protected showNumber() {
        System.out.println("number = " + number);
    }
}

public class Sub extends Super {
    void bar() {
        super.number = 10;
        super.showNumber();
    }
}

在上面的例子中，Sub 类访问父类成员变量 number 并调用其父类 Super 的 showNumber（） 方法。

使用 this 和 super 要注意的问题：

• 在构造器中使用 super() 调用父类中的其他构造方法时，该语句必须处于构造器的首行，否则编译器会报错。另外，this 调用本类中的其他构造方法时，也要放在首行。
• this、super 不能用在 static 方法中。

简单解释一下：

被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享。而 this 代表对本类对象的引用，指向本类对象；而 super 代表对父类对象的引用，指向父类对象；所以， this 和 super 是属于对象范畴的东西，而静态方法是属于类范畴的东西。

 

补充内容

静态方法与非静态方法

静态方法属于类本身，非静态方法属于从该类生成的每个对象。 如果您的方法执行的操作不依赖于其类的各个变量和方法，请将其设置为静态（这将使程序的占用空间更小）。 否则，它应该是非静态的。

Example

 

class Foo {
    int i;
    public Foo(int i) {
       this.i = i;
    }

    public static String method1() {
       return "An example string that doesn't depend on i (an instance variable)";

    }

    public int method2() {
       return this.i + 1;  //Depends on i
    }

}

 

你可以像这样调用静态方法：Foo.method1()。 如果您尝试使用这种方法调用 method2 将失败。 但这样可行

Foo bar = new Foo(1);
bar.method2();

总结：

• 在外部调用静态方法时，可以使用”类名.方法名”的方式，也可以使用”对象名.方法名”的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说，调用静态方法可以无需创建对象。
• 静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），而不允许访问实例成员变量和实例方法；实例方法则无此限制

static{}静态代码块与{}非静态代码块(构造代码块)

相同点： 都是在 JVM 加载类时且在构造方法执行之前执行，在类中都可以定义多个，定义多个时按定义的顺序执行，一般在代码块中对一些 static 变量进行赋值。

不同点： 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块 -> 非静态代码块 -> 构造方法)。静态代码块只在第一次 new 执行一次，之后不再执行，而非静态代码块在每 new 一次就执行一次。 非静态代码块可在普通方法中定义(不过作用不大)；而静态代码块不行。

🐛 修正（参见： issue #677） ：静态代码块可能在第一次 new 对象的时候执行，但不一定只在第一次 new 的时候执行。比如通过 Class.forName("ClassDemo")创建 Class 对象的时候也会执行，即 new 或者 Class.forName("ClassDemo") 都会执行静态代码块。

一般情况下,如果有些代码比如一些项目最常用的变量或对象必须在项目启动的时候就执行的时候,需要使用静态代码块,这种代码是主动执行的。如果我们想要设计不需要创建对象就可以调用类中的方法，例如：Arrays 类，Character 类，String 类等，就需要使用静态方法, 两者的区别是 静态代码块是自动执行的而静态方法是被调用的时候才执行的.

Example：

public class Test {
    public Test() {
        System.out.print("默认构造方法！--");
    }

    //非静态代码块
    {
        System.out.print("非静态代码块！--");
    }

    //静态代码块
    static {
        System.out.print("静态代码块！--");
    }

    private static void test() {
        System.out.print("静态方法中的内容! --");
        {
            System.out.print("静态方法中的代码块！--");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        Test.test();//静态代码块！--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块！--
    }
}

上述代码输出：

静态代码块！--非静态代码块！--默认构造方法！--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块

当只执行 Test.test(); 时输出：

静态代码块！--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块！-

当只执行 Test test = new Test(); 时输出：

静态代码块！--非静态代码块！--默认构造方法！-

非静态代码块与构造函数的区别是： 非静态代码块是给所有对象进行统一初始化，而构造函数是给对应的对象初始化，因为构造函数是可以多个的，运行哪个构造函数就会建立什么样的对象，但无论建立哪个对象，都会先执行相同的构造代码块。也就是说，构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容。

 

 

 

来源于：

1. Java程序设计蔡翠平唐大仕.pdf

2. 面试题:静态变量、实例变量、局部变量与线程安全 背1 - 阿善9 - 博客园 (cnblogs.com)

3. static 关键字详解 (gitee.io)