Java基礎鞏固：static、this、super、final用法

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，而學過其它的高級語言，例如C，那您也應該能看懂這段代碼的意思。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爲main，這就意味着告訴Java編譯器，我這個方法不需要創建一個此類的對象即可使用。您還得您是怎麼運行這個程序嗎？一般，我們都是在命令行下，打入如下的命令(加下劃線爲手動輸入)：
javac Hello.java
java Hello
Hello,world!
這 就是您運行的過程，第一行用來編譯Hello.java這個文件，執行完後，如果您查看當前，會發現多了一個Hello.class文件，那就是第一行產 生的Java二進制字節碼。第二行就是執行一個Java程序的最普遍做法。執行結果如您所料。在2中，您可能會想，爲什麼要這樣才能輸出。好，我們來分解 一下這條語句。（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，如果您查看它的定義，您會發現有這樣一行：public static final PrintStream out;接着在進一步，點擊PrintStream這個超鏈接，在METHOD頁面，您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，現在您應該明白爲什麼我們要那樣調用了，out是System的一個靜態變量，所以可以直接使用，而out所屬的類有一個println方法。
靜態方法
通常，在一個類中定義一個方法爲static，那就是說，無需本類的對象即可調用此方法。如下所示：
class Simple{
static void go(){
System.out.println("Go...");
}
}
public class Cal{
public static void main(String[] args){
Simple.go();
}
}
調用一個靜態方法就是“類名.方法名”,靜態方法的使用很簡單如上所示。一般來說，靜態方法常常爲應用程序中的其它類提供一些實用工具所用，在Java的類庫中大量的靜態方法正是出於此目的而定義的。
靜態變量
靜態變量與靜態方法類似。所有此類實例共享此靜態變量，也就是說在類裝載時，只分配一塊存儲空間，所有此類的對象都可以操控此塊存儲空間，當然對於final則另當別論了。看下面這段代碼：
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享一塊存儲區。static變量有點類似於C中的全局變量的概念。值得探討的是靜態變量的初始化問題。我們修改上面的程序：
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 個程序展示了靜態初始化的各種特性。如果您初次接觸Java，結果可能令您吃驚。可能會對static後加大括號感到困惑。首先要告訴您的 是，static定義的變量會優先於任何其它非static變量，不論其出現的順序如何。正如在程序中所表現的，雖然v出現在v1和v2的前面，但是結果 卻是v1和v2的初始化在v的前面。在static{後面跟着一段代碼，這是用來進行顯式的靜態變量初始化，這段代碼只會初始化一次，且在類被第一次裝載 時。如果您能讀懂並理解這段代碼，會幫助您對static關鍵字的認識。在涉及到繼承的時候，會先初始化父類的static變量，然後是子類的，依次類 推。非靜態變量不是本文的主題，在此不做詳細討論，請參考Think in Java中的講解。
靜態類
通常一個普通類不允許聲明爲靜態的，只有一個內部類纔可以。這時這個聲明爲靜態的內部類可以直接作爲一個普通類來使用，而不需實例一個外部類。如下代碼所示：
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");
}
}
}
輸出結果會如您所料：
InnerCls
和普通類一樣。內部類的其它用法請參閱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，我們討論了static的種種用法，通過用static來定義方法或成員，爲我們編程提供了某種便利，從某種程度上可以說它類似於C語言中 的全局函數和全局變量。但是，並不是說有了這種便利，您便可以隨處使用，如果那樣的話，您便需要認真考慮一下自己是否在用面向對象的思想編程，自己的程序 是否是面向對象的。好了，現在開始討論this&super這兩個關鍵字的意義和用法。
在Java中，this通常指當前對 象，super則指父類的。當您想要引用當前對象的某種東西，比如當前對象的某個方法，或當前對象的某個成員，您便可以利用this來實現這個目的，當 然，this的另一個用途是調用當前對象的另一個構造函數，這些馬上就要討論。如果您想引用父類的某種東西，則非super莫屬。由於this與 super有如此相似的一些特性和與生俱來的某種關係，所以我們在這一塊兒來討論，希望能幫助您區分和掌握它們兩個。
在一般方法中
最普遍 的情況就是，在您的方法中的某個形參名與當前對象的某個成員有相同的名字，這時爲了不至於混淆，您便需要明確使用this關鍵字來指明您要使用某個成員， 使用方法是“this.成員名”，而不帶this的那個便是形參。另外，還可以用“this.方法名”來引用當前對象的某個方法，但這時this就不是必 須的了，您可以直接用方法名來訪問那個方法，編譯器會知道您要調用的是那一個。下面的代碼演示了上面的用法：
public class DemoThis{
private String name;
private int age;
DemoThis(String name,int age){
setName(name); //您可以加上this來調用方法，像這樣：this.setName(name);但這並不是必須的
setAge(age);
this.print();
}
public void setName(String name){
this.name=name;//此處必須指明您要引用成員變量
}
public void setAge(int age){
this.age=age;
}
public void print(){
System.out.println("Name="+name+" Age="+age);//在此行中並不需要用this，因爲沒有會導致混淆的東西
}
public static void main(String[] args){
DemoThis dt=new DemoThis("Kevin","22");
}
}
這段代碼很簡單，不用解釋您也應該能看明白。在構造函數中您看到用this.print(),您完全可以用print()來代替它，兩者效果一樣。下面我們修改這個程序，來演示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，重新定義的print方法覆寫了父類的print方法，它首先做一些自己的事情，然後調用父類的那個被覆寫了的方法。輸出結果說明了這一點：
DemoSuper:
Name=kevin Age=22
這樣的使用方法是比較常用的。另外如果父類的成員可以被子類訪問，那您可以像使用this一樣使用它，用“super.父類中的成員名”的方式，但常常您並不是這樣來訪問父類中的成員名的。
在構造函數中
構造函數是一種特殊的方法，在對象初始化的時候自動調用。在構造函數中，this和super也有上面說的種種使用方式，並且它還有特殊的地方，請看下面的例子：
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(); //調用父類構造函數（1）
prt("A chinese.");//(4)
}
Chinese(String name){
super(name);//調用父類具有相同形參的構造函數（2）
prt("his name is:"+name);
}
Chinese(String name,int age){
this(name);//調用當前具有相同形參的構造函數（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 這段程序中，this和super不再是像以前那樣用“.”連接一個方法或成員，而是直接在其後跟上適當的參數，因此它的意義也就有了變化。super後 加參數的是用來調用父類中具有相同形式的構造函數，如1和2處。this後加參數則調用的是當前具有相同參數的構造函數，如3處。當然，在Chinese 的各個重載構造函數中，this和super在一般方法中的各種用法也仍可使用，比如4處，您可以將它替換爲“this.prt”(因爲它繼承了父類中的 那個方法）或者是“super.prt”（因爲它是父類中的方法且可被子類訪問），它照樣可以正確運行。但這樣似乎就有點畫蛇添足的味道了。
最後，寫了這麼多，如果您能對“this通常指代當前對象，super通常指代父類”這句話牢記在心，那麼本篇便達到了目的，其它的您自會在以後的編程實踐當中慢慢體會、掌握。另外關於本篇中提到的繼承，請參閱相關Java教程。
三、final
final 在Java中並不常用，然而它卻爲我們提供了諸如在C語言中定義常量的功能，不僅如此，final還可以讓您控制您的成員、方法或者是一個類是否可被覆寫 或繼承等功能，這些特點使final在Java中擁有了一個不可或缺的地位，也是學習Java時必須要知道和掌握的關鍵字之一。
final成員
當 您在類中定義變量時，在其前面加上final關鍵字，那便是說，這個變量一旦被初始化便不可改變，這裏不可改變的意思對基本類型來說是其值不可變，而對於 對象變量來說其引用不可再變。其初始化可以在兩個地方，一是其定義處，也就是說在final變量定義時直接給其賦值，二是在構造函數中。這兩個地方只能選 其一，要麼在定義時給值，要麼在構造函數中給值，不能同時既在定義時給了值，又在構造函數中給另外的值。下面這段代碼演示了這一點：
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
public class Bat{
final PI=3.14; //在定義時便給址值
final int i; //因爲要在構造函數中進行初始化，所以此處便不可再給值
final List list; //此變量也與上面的一樣
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 程序很簡單的演示了final的常規用法。在這裏使用在構造函數中進行初始化的方法，這使您有了一點靈活性。如Bat的兩個重載構造函數所示，第一個缺省 構造函數會爲您提供默認的值，重載的那個構造函數會根據您所提供的值或類型爲final變量初始化。然而有時您並不需要這種靈活性，您只需要在定義時便給 定其值並永不變化，這時就不要再用這種方法。在main方法中有兩行語句註釋掉了，如果您去掉註釋，程序便無法通過編譯，這便是說，不論是i的值或是 list的類型，一旦初始化，確實無法再更改。然而b可以通過重新初始化來指定i的值或list的類型，輸出結果中顯示了這一點：
I=100 List Type:class java.util.LinkedList
I=23 List Type:class java.util.ArrayList
還 有一種用法是定義方法中的參數爲final，對於基本類型的變量，這樣做並沒有什麼實際意義，因爲基本類型的變量在調用方法時是傳值的，也就是說您可以在 方法中更改這個參數變量而不會影響到調用語句，然而對於對象變量，卻顯得很實用，因爲對象變量在傳遞時是傳遞其引用，這樣您在方法中對對象變量的修改也會 影響到調用語句中的對象變量，當您在方法中不需要改變作爲參數的對象變量時，明確使用final進行聲明，會防止您無意的修改而影響到調用方法。
另外方法中的內部類在用到方法中的參變量時，此參變也必須聲明爲final纔可使用，如下代碼所示：
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
將 方法聲明爲final，那就說明您已經知道這個方法提供的功能已經滿足您要求，不需要進行擴展，並且也不允許任何從此類繼承的類來覆寫這個方法，但是繼承 仍然可以繼承這個方法，也就是說可以直接使用。另外有一種被稱爲inline的機制，它會使您在調用final方法時，直接將方法主體插入到調用處，而不 是進行例行的方法調用，例如保存斷點，壓棧等，這樣可能會使您的程序效率有所提高，然而當您的方法主體非常龐大時，或您在多處調用此方法，那麼您的調用主 體代碼便會迅速膨脹，可能反而會影響效率，所以您要慎用final進行方法定義。
final類
當您將final用於類身上時，您就需要仔 細考慮，因爲一個final類是無法被任何人繼承的，那也就意味着此類在一個繼承樹中是一個葉子類，並且此類的設計已被認爲很完美而不需要進行修改或擴 展。對於final類中的成員，您可以定義其爲final，也可以不是final。而對於方法，由於所屬類爲final的關係，自然也就成了final型 的。您也可以明確的給final類中的方法加上一個final，但這顯然沒有意義。
下面的程序演示了final方法和final類的用法：
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無法繼承
public static void main(String[] args){
final f=new final();
f.what();
f.print();
}
}
從程序中可以看出，final類與普通類的使用幾乎沒有差別，只是它失去了被繼承的特性。final方法與非final方法的區別也很難從程序行看出，只是記住慎用。
final在設計模式中的應用
在設計模式中有一種模式叫做不變模式，在Java中通過final關鍵字可以很容易的實現這個模式，在講解final成員時用到的程序Bat.java就是一個不變模式的例子。如果您對此感興趣，可以參考閻宏博士編寫的《Java與模式》一書中的講解。
到 此爲止，this,static,supert和final的使用已經說完了，如果您對這四個關鍵字已經能夠大致說出它們的區別與用法，那便說明您基本已 經掌握。然而，世界上的任何東西都不是完美無缺的，Java提供這四個關鍵字，給程序員的編程帶來了很大的便利，但並不是說要讓您到處使用，一旦達到濫用 的程序，便適得其反，所以在使用時請一定要認真考慮。