Java中的static、this、super、final怎麼會使用

一、static

　　請先看下面這段程序：

public class Hello{    public static void main(String[] args){ //(1)      System.out.println("Hello,world!");   //(2)    }  }

看過這段程序，對於大多數學過Java 的從來說，都不陌生。即使沒有學過Java，而學過其它的高階語言，例如C，那你也應該能看懂這段程式碼的意思。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。

　　在1處，我們定義了一個靜態的方法名為main，這意味著告訴Java編譯器，我這個方法不需要建立一個此類的物件即可使用。你還得你是怎麼運行這個程式嗎？一般，我們都是在命令列下，打入如下的命令(加下劃線為手動輸入)：

javac Hello.java
java Hello
Hello,world!

　　這就是你運行的過程，第一行用來編譯Hello.java這個文件，執行完後，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二進位字節碼。第二行就是執行一個Java程式最普遍的做法。執行結果如你所料。在2中，你可能會想，為什麼要這樣才能輸出。好，我們來分解一下這語句。 （如果沒有安裝Java文檔，請到Sun的官方網站瀏覽J2SE API）首先，System是位於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麼我們要那樣呼叫了，out是System的一個靜態變量，所以可以直接使用，而out所屬的類別有一個println方法。

靜態方法

　　通常，在一個類別中定義一個方法為static，那就是說，無需本類別的物件即可呼叫此方法。如下圖：

class Simple{
  static void go(){
    System.out.println("Go...");
  }
}
public class Cal{
 public static void main(String[] args){
   Simple.go();
 }
}

#　　呼叫一個靜態方法就是「類別名稱.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式中的其它類別提供一些實用工具所用，在Java的類別庫中大量的靜態方法正是出於此目的而定義的。

靜態變數

　　靜態變數與靜態方法類似。所有此類實例共享此靜態變量，也就是說在類別裝載時，只分配一塊儲存空間，所有此類的物件都可以操控此區塊儲存空間，當然對於final則另當別論了。看下面這段程式碼：

class Value{
  static int c=0;
  static void inc(){
    c++;
  }
}
class Count{
  public static void prt(String s){
    System.out.println(s);
  }
  public static void main(String[] args){
    Value v1,v2;
    v1=new Value();
    v2=new Value();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    v1.inc();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);  
  }
}

　　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用一塊儲存區。 static變數有點類似C中的全域變數的概念。值得探討的是靜態變數的初始化問題。我們修改上面的程式：

class Value{
  static int c=0;
  Value(){
    c=15;
  }
  Value(int i){
    c=i;
  }
  static void inc(){
    c++;
  }
}

class Count{  public static void prt(String s){    System.out.println(s);  }    Value v=new Value(10);    static Value v1,v2;    static{      prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);      v1=new Value(27);      prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);      v2=new Value(15);      prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);    }
public static void main(String[] args){    Count ct=new Count();    prt("ct.c="+ct.v.c);    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);    v1.inc();    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);    prt("ct.c="+ct.v.c);  }}

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

　　這個程式展示了靜態初始化的各種特性。如果你初次接觸Java，結果可能會讓你驚訝。可能會對static後加大括號感到困惑。首先要告訴你的是，static定義的變數會優先於任何其它非static變量，不論其出現的順序如何。如同在程式中所表現的，雖然v出現在v1和v2的前面，但結果卻是v1和v2的初始化在v的前面。在static{後面跟著一段程式碼，這是用來進行明確的靜態變數初始化，這段程式碼只會初始化一次，且在類別被第一次裝載時。如果你能讀懂並理解這段程式碼，會幫助你對static關鍵字的認知。在牽涉到繼承的時候，會先初始化父類別的static變量，然後是子類別的，依序類別推。非靜態變數不是本文的主題，在此不做詳細討論，請參考Think in Java中的講解。

靜態類別

　　通常一個普通類別不允許宣告為靜態的，只有一個內部類別才可以。這時這個聲明為靜態的內部類別可以直接當作一個普通類別來使用，而不需實例一個外部類別。如下程式碼所示：

public class StaticCls{
  public static void main(String[] args){
    OuterCls.InnerCls oi=new OuterCls.InnerCls();
  }
}
class OuterCls{
  public static class InnerCls{
    InnerCls(){
      System.out.println("InnerCls");
    }
   }
}

　　輸出結果會如你所料：

InnerCls

　　和普通類別一樣。內部類別的其它用法請參閱Think in Java中的相關章節，此處不作詳解。

二、this & super

##

　　在上一篇拙作中，我们讨论了static的种种用法，通过用static来定义方法或成员，为我们编程提供了某种便利，从某种程度上可以说它类似于C语言中的全局函数和全局变量。但是，并不是说有了这种便利，你便可以随处使用，如果那样的话，你便需要认真考虑一下自己是否在用面向对象的思想编程，自己的程序是否是面向对象的。好了，现在开始讨论this&super这两个关键字的意义和用法。

　　在Java中，this通常指当前对象，super则指父类的。当你想要引用当前对象的某种东西，比如当前对象的某个方法，或当前对象的某个成员，你便可以利用this来实现这个目的，当然，this的另一个用途是调用当前对象的另一个构造函数，这些马上就要讨论。如果你想引用父类的某种东西，则非super莫属。由于this与super有如此相似的一些特性和与生俱来的某种关系，所以我们在这一块儿来讨论，希望能帮助你区分和掌握它们两个。

在一般方法中

　　最普遍的情况就是，在你的方法中的某个形参名与当前对象的某个成员有相同的名字，这时为了不至于混淆，你便需要明确使用this关键字来指明你要使用某个成员，使用方法是“this.成员名”，而不带this的那个便是形参。另外，还可以用“this.方法名”来引用当前对象的某个方法，但这时this就不是必须的了，你可以直接用方法名来访问那个方法，编译器会知道你要调用的是那一个。下面的代码演示了上面的用法：

public class DemoThis{
  private String name;
  private int age;
  DemoThis(String name,int age){
    setName(name); //你可以加上this来调用方法，像这样：this.setName(name);但这并不是必须的
    setAge(age);
    this.print();
  }   
  public void setName(String name){
    this.name=name;//此处必须指明你要引用成员变量
  }
  public void setAge(int age){
    this.age=age;
  }
  public void print(){
    System.out.println("Name="+name+" Age="+age);//在此行中并不需要用this，因为没有会导致混淆的东西
  }
  public static void main(String[] args){
    DemoThis dt=new DemoThis("Kevin","22");
  }
}

　　这段代码很简单，不用解释你也应该能看明白。在构造函数中你看到用this.print(),你完全可以用print()来代替它，两者效果一样。下面我们修改这个程序，来演示super的用法。

class Person{
  public int c;
  private String name;
  private int age;
  protected void setName(String name){
    this.name=name;
  }
  protected void setAge(int age){
    this.age=age;
  }
  protected void print(){
    System.out.println("Name="+name+" Age="+age);
  }
}
public class DemoSuper extends Person{
  public void print(){
    System.out.println("DemoSuper:");
    super.print();
  }
  public static void main(String[] args){
    DemoSuper ds=new DemoSuper();
    ds.setName("kevin");
    ds.setAge(22);
    ds.print();
  }
}

　　在DemoSuper中，重新定义的print方法覆写了父类的print方法，它首先做一些自己的事情，然后调用父类的那个被覆写了的方法。输出结果说明了这一点：

DemoSuper:
Name=kevin Age=22

　　这样的使用方法是比较常用的。另外如果父类的成员可以被子类访问，那你可以像使用this一样使用它，用“super.父类中的成员名”的方式，但常常你并不是这样来访问父类中的成员名的。

在构造函数中

　　构造函数是一种特殊的方法，在对象初始化的时候自动调用。在构造函数中，this和super也有上面说的种种使用方式，并且它还有特殊的地方，请看下面的例子：

class Person{
  public static void prt(String s){
    System.out.println(s);
  }
  Person(){
    prt("A Person.");
  }
  Person(String name){
    prt("A person name is:"+name);
  }
}
public class Chinese extends Person{
  Chinese(){
    super();  //调用父类构造函数（1）
    prt("A chinese.");//(4)
  }
  Chinese(String name){
    super(name);//调用父类具有相同形参的构造函数（2）
    prt("his name is:"+name);
  }
  Chinese(String name,int age){
    this(name);//调用当前具有相同形参的构造函数（3）
    prt("his age is:"+age);
  }
  public static void main(String[] args){
    Chinese cn=new Chinese();
    cn=new Chinese("kevin");
    cn=new Chinese("kevin",22);
  }
}

　　在这段程序中，this和super不再是像以前那样用“.”连接一个方法或成员，而是直接在其后跟上适当的参数，因此它的意义也就有了变化。super后加参数的是用来调用父类中具有相同形式的构造函数，如1和2处。this后加参数则调用的是当前具有相同参数的构造函数，如3处。当然，在Chinese的各个重载构造函数中，this和super在一般方法中的各种用法也仍可使用，比如4处，你可以将它替换为“this.prt”(因为它继承了父类中的那个方法）或者是“super.prt”（因为它是父类中的方法且可被子类访问），它照样可以正确运行。但这样似乎就有点画蛇添足的味道了。

　　最后，写了这么多，如果你能对“this通常指代当前对象，super通常指代父类”这句话牢记在心，那么本篇便达到了目的，其它的你自会在以后的编程实践当中慢慢体会、掌握。另外关于本篇中提到的继承，请参阅相关Java教程。

三、final

　　final在Java中并不常用，然而它却为我们提供了诸如在C语言中定义常量的功能，不仅如此，final还可以让你控制你的成员、方法或者是一个类是否可被覆写或继承等功能，这些特点使final在Java中拥有了一个不可或缺的地位，也是学习Java时必须要知道和掌握的关键字之一。

final成员

　　当你在类中定义变量时，在其前面加上final关键字，那便是说，这个变量一旦被初始化便不可改变，这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变，而对于对象变量来说其引用不可再变。其初始化可以在两个地方，一是其定义处，也就是说在final变量定义时直接给其赋值，二是在构造函数中。这两个地方只能选其一，要么在定义时给值，要么在构造函数中给值，不能同时既在定义时给了值，又在构造函数中给另外的值。下面这段代码演示了这一点：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
public class Bat{
    final PI=3.14;          //在定义时便给址值
    final int i;            //因为要在构造函数中进行初始化，所以此处便不可再给值
    final List list;        //此变量也与上面的一样
    Bat(){
        i=100;
        list=new LinkedList();
    }
    Bat(int ii,List l){
        i=ii;
        list=l;
    }
    public static void main(String[] args){
        Bat b=new Bat();
        b.list.add(new Bat());
        //b.i=25;
        //b.list=new ArrayList();
        System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass());
        b=new Bat(23,new ArrayList());
        b.list.add(new Bat());
        System.out.println("I="+b.i+" List Type:"+b.list.getClass());
    }
}

　　此程序很简单的演示了final的常规用法。在这里使用在构造函数中进行初始化的方法，这使你有了一点灵活性。如Bat的两个重载构造函数所示，第一个缺省构造函数会为你提供默认的值，重载的那个构造函数会根据你所提供的值或类型为final变量初始化。然而有时你并不需要这种灵活性，你只需要在定义时便给定其值并永不变化，这时就不要再用这种方法。在main方法中有两行语句注释掉了，如果你去掉注释，程序便无法通过编译，这便是说，不论是i的值或是list的类型，一旦初始化，确实无法再更改。然而b可以通过重新初始化来指定i的值或list的类型，输出结果中显示了这一点：

I=100 List Type:class java.util.LinkedList
I=23 List Type:class java.util.ArrayList

　　还有一种用法是定义方法中的参数为final，对于基本类型的变量，这样做并没有什么实际意义，因为基本类型的变量在调用方法时是传值的，也就是说你可以在方法中更改这个参数变量而不会影响到调用语句，然而对于对象变量，却显得很实用，因为对象变量在传递时是传递其引用，这样你在方法中对对象变量的修改也会影响到调用语句中的对象变量，当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时，明确使用final进行声明，会防止你无意的修改而影响到调用方法。
另外方法中的内部类在用到方法中的参变量时，此参变也必须声明为final才可使用，如下代码所示：

public class INClass{
   void innerClass(final String str){
        class IClass{
            IClass(){
                System.out.println(str);
            }
        }
        IClass ic=new IClass();
    }
  public static void main(String[] args){
      INClass inc=new INClass();
      inc.innerClass("Hello");
  }
}

final方法

　　将方法声明为final，那就说明你已经知道这个方法提供的功能已经满足你要求，不需要进行扩展，并且也不允许任何从此类继承的类来覆写这个方法，但是继承仍然可以继承这个方法，也就是说可以直接使用。另外有一种被称为inline的机制，它会使你在调用final方法时，直接将方法主体插入到调用处，而不是进行例行的方法调用，例如保存断点，压栈等，这样可能会使你的程序效率有所提高，然而当你的方法主体非常庞大时，或你在多处调用此方法，那么你的调用主体代码便会迅速膨胀，可能反而会影响效率，所以你要慎用final进行方法定义。

final类

　　当你将final用于类身上时，你就需要仔细考虑，因为一个final类是无法被任何人继承的，那也就意味着此类在一个继承树中是一个叶子类，并且此类的设计已被认为很完美而不需要进行修改或扩展。对于final类中的成员，你可以定义其为final，也可以不是final。而对于方法，由于所属类为final的关系，自然也就成了final型的。你也可以明确的给final类中的方法加上一个final，但这显然没有意义。

　　下面的程序演示了final方法和final类的用法：

final class final{
    final String str="final Data";
    public String str1="non final data";
    final public void print(){
        System.out.println("final method.");
    }
    public void what(){
        System.out.println(str+"n"+str1);
    }
}
public class FinalDemo {   //extends final 无法继承 
    public static void main(String[] args){
        final f=new final();
        f.what();
        f.print();
    }
}

　　从程序中可以看出，final类与普通类的使用几乎没有差别，只是它失去了被继承的特性。final方法与非final方法的区别也很难从程序行看出，只是记住慎用。

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