Java 静态字段与静态方法（学习 Java 编程语言 031）

1. 静态字段

静态字段就是将字段定义为 static 的字段，类的全部实例共享一个静态字段。静态字段属于类，而不属于任何单个对象。而对于非静态的实例字段，每一个对象都有本身的一个副本。

class Employee
{
    private static int nextId = 1;
    private int id;
    ...
}

如今，每一个 Employee 对象都一个本身的 id 字段，但 Employee 类的全部实例将共享一个 nextId 字段。即便没有 Employee 对象，静态字段 nextId 也存在。它属于类，而不属于任何单个对象。

2. 静态常量

静态变量使用得比较少，但静态常量却很经常使用。例如，在 Math 类中定义了一个静态常量。

public final class Math {
    ...
    public static final double PI = 3.14159265358979323846;
    ...
}

在程序中，能够用 Math.PI 来访问这个常量。

若是省略关键字 static，PI 就变成了 Math 类的一个实例字段。也就是说，须要经过 Math 类的一个对象来访问 PI，而且每个 Math 对象都有它本身的一个 PI 副本。

另外一个静态常量是 System.out。在 System 类中声明以下：

public final class System {
    ...
    public static final PrintStream out = null;
    ...
}

因为每一个类对象均可以修改公共字段，因此，最好不要有公共字段。然而，公共常量（即 final 字段）却没有问题。所以 out 被声明为 final，因此，不容许再将它从新赋值为另外一个打印流：
 System.out = new PrintStream(...); // 错误，out 是 final 常量

注释： 若是查看 System 类，就会发现有一个 setOut 方法能够将 System.out 设置为不一样的流。你可能会感到奇怪，为何这个方法能够修改 final 变量的值。缘由在于，setOut 方法是一个原生方法，而不是在 Java 语言中实现的。原生方法能够绕过 Java 语言的访问控制机制。这是一种特殊的解决方案，在本身编写程序时不要模仿这种作法。

3. 静态方法

静态方法是不在对象上执行的方法。例如，Math 类的 pow 方法就是一个静态方法。表达式：
 Math.pow(x, a)
会计算幂 x^a。在完成计算时，它并不使用任何 Math 对象。换句话说，它没有隐式参数。

能够认为静态方法是没有 this 参数的方法（在一个非静态的方法中，this 参数指示这个方法的隐式参数）。

静态方法不能访问实例字段，由于静态方法不能在对象上执行操做。可是，静态方法能够访问静态字段。

class Employee
{
    private static int nextId = 1;
    private int id;
    public static int getNextId(){
        return nextId; // 返回静态字段
    }
    ...
}

能够提供类名来调用这个方法：
 int n = Employee.getNextId();

注释：可使用对象调用静态方法，这是合法的。例如，若是 harry 是一个 Employee 对象，可使用 harry.getNextId() 替代 Employee.getNextId()。不过，这种方式很容易形成混淆，其缘由是 getNextId 方法计算的结果与 harry 毫无关系。咱们建议使用类名而不是对象来调用静态方法。

在下面两种状况下使用静态方法：

• 方法不须要访问对象状态，由于它须要的全部参数都经过显示参数提供（例如，Math.pow）。
• 方法只须要访问类的静态字段（例如：Employee.getNextId()）。

4. 工厂方法

静态方法还有另一种常见的用途。相似 LocalDate 和 NumberFormat 的类使用静态工厂方法（factory method）来构造对象。例如工厂方法 LocalDate.now 和 LocalDate.of。NumberFormat 类以下生成不一样风格的格式化对象。

NumberFormat currencyFormatter = NumberFormat.getCurrencyInstance();
NumberFormat percentFormatter = NumberFormat.getPercentInstance();
double x = 0.1;
System.out.println(currencyFormatter.format(x)); // prints ¥0.10
System.out.println(percentFormatter.format(x)); // prints 10%

NumberFormat 类不利用构造器完成这些操做的两个主要缘由：

• 没法命名构造器，构造器的名字必须与类名相同。可是，这里但愿有两个不一样的名字，分别获得货币实例和百分比实例。
• 使用构造器时，没法改变所构造对象的类型。而工厂方法实际上将返回 DecimalFormat 类的对象，这是 NumberFormat 的子类。

5. main 方法

能够调用静态方法而不须要任何对象。例如，不须要构造 Math 类的任何对象，就能够调用 Math.pow。

main 方法是一个静态方法。

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        // 在这里构造对象
    }
}

main 方法不对任何对象进行操做。事实上，在启动程序时尚未任何一个对象。静态 main 方法将执行并构造程序所须要的对象。

每个类能够有一个 main 方法。这是经常使用于对类进行单元测试的一个技巧。

6. 其余 API

java.util.Objects 7

• static <T> void requireNonNull(T obj)

  若是 obj 为 null，会抛出一个 NullPointerException 异常而没有抛出消息。

• static <T> void requireNonNull(T obj, Strimg message)

  若是 obj 为 null，会抛出一个 NullPointerException 异常而抛出给定消息。

• static <T> void requireNonNull(T obj, Supplier<Strimg> messageSupplier)

  若是 obj 为 null，会抛出一个 NullPointerException 异常而抛出给定消息。

• static <T> T requireNonNullElse(T obj, T defaultObj)

  若是 obj 不为 null 则返回 obj，或者若是 obj 为 null 则返回默认对象。

• static <T> T requireNonNullElseGet(T obj, Supplier<T> defaultSupplier)

  若是 obj 不为 null 则返回 obj，或者若是 obj 为 null 则返回默认对象。