Java中static靜態變量

java中的變量包括：局部變量和成員變量，在方法體中聲明的變量為局部變量，有效范圍很小，只能在方法體中訪問，方法結束之后局部變量內存就釋放了，在內存方面局部變量存儲在棧當中。在類體中定義的變量為成員變量，而成員變量又包括實例變量和靜態變量，當成員變量聲明時使用了static關鍵字，那么這種變量稱為靜態變量，沒有使用static關鍵字稱為實例變量，實例變量是對象級別的，每個對象的實例變量值可能不同，所以實例變量必須先創建對象，通過“引用”去訪問，而靜態變量訪問時不需要創建對象，直接通過“類名”訪問。實例變量存儲在堆內存當中，靜態變量存儲在方法區當中。實例變量在構造方法執行過程中初始化，靜態變量在類加載時初始化。那么變量在什么情況下會聲明為靜態變量呢？請看以下代碼，定義一個“男人”類：

public class Man {
	//身份證號
	int idCard;
	//性別（所有男人的性別都是“男”）
	//true表示男，false表示女
	boolean sex = true;
	public Man(int idCard){
		this.idCard = idCard;
	}
}

public class ManTest {
	public static void main(String[] args) {
		Man jack = new Man(100);
		System.out.println(jack.idCard + "," + (jack.sex ? "男" : "女"));
		Man sun = new Man(101);
		System.out.println(sun.idCard + "," + (sun.sex ? "男" : "女"));
		Man cok = new Man(102);
		System.out.println(cok.idCard + "," + (cok.sex ? "男" : "女"));
	}
}

運行結果如下圖所示：

圖11-16：運行結果

我們來看一下以上程序的內存結構圖：

圖11-17：內存結構圖

“男人類”創建的所有“男人對象”，每一個“男人對象”的身份證號都不一樣，該屬性應該每個對象持有一份，所以應該定義為實例變量，而每一個“男人對象”的性別都是“男”，不會隨著對象的改變而變化，性別值永遠都是“男”，這種情況下，性別這個變量還需要定義為實例變量嗎，有必要讓每一個“男人對象”持有一份嗎，這樣豈不是浪費了大量的堆內存空間，所以這個時候建議將“性別=男”屬性定義為類級別的屬性，聲明為靜態變量，上升為“整個族”的數據，這樣的變量不需要創建對象直接使用“類名”即可訪問。請看代碼：

public class Man {
	//身份證號
	int idCard;
	//性別（所有男人的性別都是“男”）
	//true表示男，false表示女
	static boolean sex = true;
	public Man(int idCard){
		this.idCard = idCard;
	}
}

public class ManTest {
	public static void main(String[] args) {
		Man jack = new Man(100);
		System.out.println(jack.idCard + "," + (Man.sex ? "男" : "女"));
		Man sun = new Man(101);
		System.out.println(sun.idCard + "," + (Man.sex ? "男" : "女"));
		Man cok = new Man(102);
		System.out.println(cok.idCard + "," + (Man.sex ? "男" : "女"));
	}
}

運行結果如下圖所示：

圖11-18：運行結果

我們來看一下以上程序的內存結構圖：

圖11-19：靜態變量內存圖

通過以上內容的學習我們得知，當一個類的所有對象的某個“屬性值”不會隨著對象的改變而變化的時候，建議將該屬性定義為靜態屬性（或者說把這個變量定義為靜態變量），靜態變量在類加載的時候初始化，存儲在方法區當中，不需要創建對象，直接通過“類名”來訪問。如果靜態變量使用“引用”來訪問，可以嗎，如果可以的話，這個訪問和具體的對象有關系嗎？來看以下代碼：

public class ManTest {
	public static void main(String[] args) {
		//靜態變量比較正式的訪問方式
		System.out.println("性別 = " + Man.sex);
		//創建對象
		Man jack = new Man(100);
		//使用“引用”來訪問靜態變量可以嗎？
		System.out.println("性別 = " + jack.sex);
		//對象被垃圾回收器回收了
		jack = null;
		//使用“引用”還可以訪問嗎？
		System.out.println("性別 = " + jack.sex);
	}
}

運行結果如下圖所示：

圖11-20：靜態變量使用“引用”訪問

通過以上代碼以及運行結果可以看出，靜態變量也可以使用“引用”去訪問，但實際上在執行過程中，“引用”所指向的對象并沒有參與，如果是空引用訪問實例變量，程序一定會發生空指針異常，但是以上的程序編譯通過了，并且運行的時候也沒有出現任何異常，這說明雖然表面看起來是采用“引用”去訪問，但實際上在運行的時候還是直接通過“類”去訪問的。靜態方法是這樣嗎？請看以下代碼：

public class Man {
	//身份證號
	int idCard;
	//性別（所有男人的性別都是“男”）
	//true表示男，false表示女
	static boolean sex = true;
	public Man(int idCard){
		this.idCard = idCard;
	}
	//靜態方法
	public static void printInfo(){
		System.out.println("-----" + (Man.sex ? "男" : "女") + "------");
	}
}

public class ManTest {
	public static void main(String[] args) {
		//靜態變量比較正式的訪問方式
		System.out.println("性別 = " + Man.sex);
		//創建對象
		Man jack = new Man(100);
		//使用“引用”來訪問靜態變量可以嗎？
		System.out.println("性別 = " + jack.sex);
		//對象被垃圾回收器回收了
		jack = null;
		//使用“引用”還可以訪問嗎？
		System.out.println("性別 = " + jack.sex);
		//靜態方法比較正式的訪問方式
		Man.printInfo();
		//訪問靜態方法可以使用引用嗎？并且空的引用可以嗎？
		jack.printInfo();
	}
}

運行結果如下圖所示：

圖11-21：靜態方法可以使用引用訪問嗎

通過以上代碼測試得知，靜態變量和靜態方法比較正式的方式是直接采用“類名”訪問，但實際上使用“引用”也可以訪問，并且空引用訪問靜態變量和靜態方法并不會出現空指針異常。實際上，在開發中并不建議使用“引用”去訪問靜態相關的成員，因為這樣會讓程序員困惑，因為采用“引用”方式訪問的時候，程序員會認為你訪問的是實例相關的成員。

總之，所有實例相關的，包括實例變量和實例方法，必須先創建對象，然后通過“引用”的方式去訪問，如果空引用訪問實例相關的成員，必然會出現空指針異常。所有靜態相關的，包括靜態變量和靜態方法，直接使用“類名”去訪問。雖然靜態相關的成員也能使用“引用”去訪問，但這種方式并不被主張。