Static 關鍵字：解碼 Java 中的靜態變數

歡迎回到Java 關鍵字基礎系列！這篇文章主要是關於靜態變數——Java 中的一個強大功能，可讓您在同一類別的多個物件之間共享資料。

我們將透過實踐範例和見解來介紹靜態變數的目的、行為和關鍵用例。在單獨的貼文中，我們將深入研究靜態方法以避免過多的內容讓您不知所措。

這篇文章建立在先前文章中討論的概念的基礎上。我建議查看最終關鍵字和靜態區塊，以更深入地了解此處涵蓋的主題。

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什麼是靜態變數？

靜態變數屬於類別而不是單一實例。它在類別的所有物件之間共享，並且在這些物件之間保留相同的值。

主要特徵

1. 類別級變數：由類別的所有實例共用。
2. 初始化一次：當類別被 JVM 載入時。
3. 記憶體位置：儲存在方法區中。
4. 存取：可以使用類別名稱和物件引用（儘管首選類別名稱）來存取。

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程式碼範例：動作中的靜態變數

package keywords.static_keyword;

public class StaticVariables {

    // Static variable: Shared across all instances of the class
    // Automatically initialized to default value on class loading
    static int idCounter; // int default value -> 0

    // Static final variables
    // Must be initialized at declaration or in a static block
    static final String COMPANY_NAME = "TechCorp";
    static final String OFFICE_CODE;

    // Instance variables: Unique to each object
    int employeeId;
    String employeeName;

    // Static final variable Initialized in a static block
    static {
       // Default region: US
       String region = System.getProperty("user.region", "US");
        switch (region) {
            case "EU":
                regionalOfficeCode = "EU-01";
                break;
            case "APAC":
                regionalOfficeCode = "AP-11";
                break;
            default:
                regionalOfficeCode = "US-00";
        }
        System.out.println("Static Block Invoked: Office Code set to " +
        regionalOfficeCode);
    }

    // Constructor: Assigns a unique ID to each object
    public StaticVariables(String name) {
        this.employeeName = name;
        this.employeeId = ++idCounter; // Incrementing the shared counter
    }

    // Instance method
    // Displays instance details along with shared data(static variables)
    void displayEmployeeDetails() {
        System.out.println("Employee ID: " + employeeId + 
            ", Name: " + employeeName + 
            ", Company: " + COMPANY_NAME +
            ", Office Code: " + OFFICE_CODE);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // Creating instances to observe static variable behavior
        StaticVariables emp1 = new StaticVariables("Alice");
        StaticVariables emp2 = new StaticVariables("Bob");

        emp1.displayEmployeeDetails();
        emp2.displayEmployeeDetails();

        // Accessing the static variable directly using the class name
        System.out.println("Total Employees: " + StaticVariables.idCounter);
    }
}

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代碼說明

輸出：

Static Block Invoked: Office Code set to US-00
Employee ID: 1, Name: Alice, Company: TechCorp, Office Code: US-00
Employee ID: 2, Name: Bob, Company: TechCorp, Office Code: US-00
Total Employees: 2

示範的關鍵概念：

1. 靜態變數:

   • 在所有實例之間共用並在實例之間保留其值。
   • 範例：idCounter 追蹤已建立的員工數量。

2. 靜態最終變數：

   • 其值被分配一次且永不改變的常數。
   • 範例：COMPANY_NAME 和 OFFICE_CODE。

3. 靜態區塊：

   • 載入類別時執行一次。
   • 用於根據環境配置初始化OFFICE_CODE等複雜的靜態變數。

4. 實例變數與方法:

   • 每個實例都有唯一的employeeId 和employeeName 值。

5. 靜態變數的類別級存取：

   • 使用類別名稱存取 idCounter：

   package keywords.static_keyword;
   
   public class StaticVariables {
   
       // Static variable: Shared across all instances of the class
       // Automatically initialized to default value on class loading
       static int idCounter; // int default value -> 0
   
       // Static final variables
       // Must be initialized at declaration or in a static block
       static final String COMPANY_NAME = "TechCorp";
       static final String OFFICE_CODE;
   
       // Instance variables: Unique to each object
       int employeeId;
       String employeeName;
   
       // Static final variable Initialized in a static block
       static {
          // Default region: US
          String region = System.getProperty("user.region", "US");
           switch (region) {
               case "EU":
                   regionalOfficeCode = "EU-01";
                   break;
               case "APAC":
                   regionalOfficeCode = "AP-11";
                   break;
               default:
                   regionalOfficeCode = "US-00";
           }
           System.out.println("Static Block Invoked: Office Code set to " +
           regionalOfficeCode);
       }
   
       // Constructor: Assigns a unique ID to each object
       public StaticVariables(String name) {
           this.employeeName = name;
           this.employeeId = ++idCounter; // Incrementing the shared counter
       }
   
       // Instance method
       // Displays instance details along with shared data(static variables)
       void displayEmployeeDetails() {
           System.out.println("Employee ID: " + employeeId + 
               ", Name: " + employeeName + 
               ", Company: " + COMPANY_NAME +
               ", Office Code: " + OFFICE_CODE);
       }
   
       public static void main(String[] args) {
           // Creating instances to observe static variable behavior
           StaticVariables emp1 = new StaticVariables("Alice");
           StaticVariables emp2 = new StaticVariables("Bob");
   
           emp1.displayEmployeeDetails();
           emp2.displayEmployeeDetails();
   
           // Accessing the static variable directly using the class name
           System.out.println("Total Employees: " + StaticVariables.idCounter);
       }
   }
   

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何時使用靜態變數？

1. 全域計數器：用於追蹤常見狀態，例如ID產生器或計數器。
2. 設定設定：儲存保持不變的值，例如應用程式層級設定。
3. 快取：使用靜態變數快取經常使用的資料（注意正確管理記憶體）。

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結論

在這篇文章中，我們探討了靜態變數－一個支援跨實例共享狀態的基本功能。了解靜態變數有助於編寫更有效率的程式碼，特別是在管理需要在多個物件之間保持一致的資料時。

在下一篇文章中，我們將深入研究靜態方法，探索它們的行為、限制和最佳實踐。

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編碼快樂！

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