Java 编程下 static 关键字

对于每一个基于相同类所产生的对象而言，它们会拥有各自的域成员，然而在某些时候，你会想要这些对象拥有共享的域成员。举个例子来说，在 Ball 类中，打算使用到圆周率 PI 这个数据，因为对于任何一个 Ball 的实例而言，圆周率都是相同的，你不需要让不同的 Ball 实例拥有各自的圆周率域成员。

1.静态成员变量

可以将 PI 域成员声明为 static，被声明为 static 的域成员又称静态域成员。静态域成员是属于类所有，而不是个别的对线。可以将静态成员视为每个对象实例所共享的域成员。要声明静态域成员，只要在声明域成员时加上 static 关键字即可。例如：

public final class Ball {

    public static double PI = 3.14159;
    
}

静态成员属于类所有，可以在不使用名称参考下，直接使用类名加上运算符来存取静态域成员，不过静态域成员同样遵守 public、protected 与 private 的存取限定。所以若要直接存取静态域成员，必须注意它的权限。例如必须设定为 public 成员，就可以通过以下语句存取：

System.out.println("PI = " + Ball.PI);

虽然也可以在声明对象之后，通过对象名称加上.操作符来存取静态域成员，但是这种方式并不被鼓励。通常建议使用类名加上.操作符来存取，这也可以避免于非静态域成员混淆。例如下面的方式是不被鼓励的：

Ball ball = new Ball();
System.out.println("PI = " + ball.PI);

 

2.静态成员方法

与静态域成员类似，也可以声明方法成员为 static 方法，又称静态方法。被声明为静态的方法通常是作为工具方法。例如在 Ball 类上增加一个角度转弧度的方法 toRadian()：

public final class Ball {

    public static double PI = 3.14159;

    public static double toRadian(double angle) {
        return PI / 180 * angle;
    }
}

与静态域成员一样，可以通过类名称使用.操作符来存取 static 方法，当然要注意权限设定。例如若设定为 public 可以通过以下语句存取：

System.out.println("角度 90 等于弧度" + Ball.toRadian(90));

静态数据与静态方法的作用通常是为了提供共享的数据或工具方法，例如将数学常用数或计算公式，以 static 声明并编写，之后可以把这个类当作工具类。通过类名称来管理与取用这些静态数据或方法，例如 J2SE 所提供的 Math 类上，就有 Math.PI 这个静态常数，以及 Math.Exp()、Math.Log()、Math.Sin() 等静态方法可以直接使用，另外 Integer.parseInt()、Integer.MAX_VALUE 等也都是静态方法与静态域成员的实际例子。

由于静态成员是属于类而不是对象，所以当调用静态方法时，并不会传入对象的参考，即静态方法中不会有 this 参考名称。由于没有 this 名称，所以在 Java 的静态方法中不允许使用非静态成员。因为没有 this 来引用至对象，也就无法辨别要存取的是哪一个对象的成员，事实上，如果在静态方法中使用非静态域成员，在编译时就会出现以下的错误信息：

non-static variable test cannot be referenced from a static context

或者是在静态方法中调用非静态方法，在编译时就会出现以下的错误信息：

non-static method showHello() cannot be referenced from a static context

在 Java 中程序入口点（Entry Point）的 main() 方法就是静态方法，如果要直接在 main() 中调用其他的方法，则该方法就必须是静态方法。例如：

public class Hello {

    public static void sayHello() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        sayHello();
    }
    
}

可以试着将 sayHello() 前的 static 去掉，编译时就会发生上述的第二个错误信息。

3.静态代码块

Java 在使用到类时才会加载类至程序中。如果在加载类时，希望先进行一些类的初始化动作，可以使用 static 定义一个静态区块，并在当中编写类载入时的初始化动作。例如：

public class Ball {

    static {
        
        // 执行初始化程序代码
        
    }
    
    // Methods
    
}

在类被加载时，预设会先执行静态区块中的程序代码，且只会执行一次。实际使用范例来说明一下，首先编写范例 SomeClass 类。

public class SomeClass {

    static {
        
        System.out.println("类被载入");
        
    }
    
}

这个类只定义了静态区块，主要是为了测试类被加载时是否执行该区块，接着编写测试程序 StaticBlockDemo 类。

public class StaticBlockDemo {

    public static void main(String[] args) {

        SomeClass someClass = new SomeClass();

    }

}

在使用 new 来建立 SomeClass 的实例时，SomeClass 类会被加载，加载之后预设会执行静态区块的内容，所以程序的执行结果如下：

类被载入