8 面向对象编程
8.1 类变量和类方法
8.1.1 类变量-提出问题
在面向对象编程中，我们会遇到这样的场景：多个对象需要共享同一份数据 。比如定义学生类时，想统计所有学生一共缴纳的学费，若用普通的实例变量，每个对象的该变量都是独立的，无法直接实现“所有对象共享数据”的需求，这就引出了类变量（静态变量）来解决这类问题。
8.1.2 传统的方法来解决
若不使用类变量，要实现类似“统计所有学生总学费”的功能，可能需要在类外部定义一个全局变量，然后在操作学生对象（如创建学生、缴纳学费时）去修改这个全局变量 。但这种方式会让代码的耦合性变高，全局变量容易被其他无关代码意外修改，而且从面向对象的封装性角度看，破坏了类的封装，不利于代码的维护和扩展。
8.1.3 类变量快速入门
定义与示例
类变量是用 static 修饰的变量，属于类本身，而非单个对象。以下通过学生类示例展示：
class Student {
// 实例变量，每个学生对象独有的姓名
String name;
// 类变量，所有 Student 对象共享的总学费
static double totalFee;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 直接通过类名访问类变量，设置所有学生的总学费
Student.totalFee = 10000;
Student s1 = new Student("张三");
Student s2 = new Student("李四");
// 输出总学费，验证共享性
System.out.println(Student.totalFee);
}
}
在上述代码中，totalFee 是类变量，所有 Student 对象都共享它的值，通过 Student.totalFee 就能直接操作这份共享数据 。
8.1.4 类变量内存布局
存储位置与流程
当类加载时，类的相关信息（包括类变量）会存储在方法区的静态域中 。实例变量则存储在堆内存中，每个对象的实例变量是独立的。以 Student 类为例，totalFee（类变量）在方法区，而每个 Student 对象（如 s1、s2）的 name（实例变量）在堆中各自有一份。当通过 Student.totalFee 操作时，直接修改的是方法区里类变量的值，所有对象访问的都是这同一个位置的数据，从而实现共享。
8.1.5 什么是类变量
类变量，也叫静态变量，是被 static 关键字修饰的变量 。它属于整个类，而不是类的某个实例（对象）。对比实例变量（普通属性），实例变量是每个对象单独拥有的属性，各个对象的实例变量相互独立；类变量则是所有对象共享的，一处修改，处处可见。
8.1.6 如何定义类变量
语法格式
类变量的定义语法为：[访问修饰符] static 数据类型 变量名; ，推荐把 static 写在访问修饰符之后，例如 public static double totalFee; ，这样符合编码规范，也更清晰体现其是类变量的特性。访问修饰符（如 public、private 等）用于控制类变量的访问权限 。
8.1.7 如何访问类变量
访问方式
- 推荐方式：
类名.类变量名，比如Student.totalFee，这种方式清晰表明是在访问类共享的变量，语义明确 。 - 不推荐方式：
对象名.类变量名，像s1.totalFee，虽然语法上可行，但容易让人误解该变量是对象独有的，混淆类变量和实例变量的区别 。 - 前提条件：要满足访问修饰符的权限，若类变量用
private修饰，外部类一般无法直接通过上述方式访问，需要借助类的 getter 等方法间接访问 。
8.1.8 类变量使用注意事项和细节讨论
- 类加载时初始化：类变量在类加载阶段就完成初始化，不用创建对象就能使用。比如还没创建
Student对象时，就可以通过Student.totalFee获取或设置它的值 。 - 与实例变量访问区别：实例变量不能通过
类名.变量名方式访问，因为实例变量属于对象，必须先创建对象才能访问，而类变量属于类，不依赖对象存在 。 - 生命周期：类变量随着类的加载而创建，随着类的卸载而销毁，其生命周期贯穿类存在的整个过程，比对象的生命周期更长 。
8.1.12 类方法经典的使用场景
典型场景与示例
- 工具类：像
Math类的数学计算方法（如Math.abs()）、Arrays类的数组操作方法（如Arrays.sort()），这些方法不依赖特定对象，属于通用工具逻辑，设计成类方法（静态方法），无需创建对象就能调用，方便快捷 。 - 通用逻辑实现：比如实现打印一维数组的功能，写成类方法后，任何地方要打印数组，直接用
工具类名.打印方法名即可，不用每次创建工具类对象，提升开发效率，示例如下：
class ArrayUtils {
public static void printArray(int[] arr) {
for (int num : arr) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
// 直接通过类名调用类方法
ArrayUtils.printArray(arr);
}
}
8.1.13 类方法使用注意事项和细节讨论
- 加载与
this参数：类方法和普通方法都在类加载时加载到方法区存储结构信息，但类方法中没有this参数（因为不属于具体对象），普通方法隐含this参数（代表当前调用的对象） 。 - 调用方式：类方法可以通过
类名.类方法名或对象名.类方法名调用（推荐前者）；普通方法必须通过对象名.方法名调用，因为依赖对象的状态 。 - 关键字限制：类方法中不允许使用
this和super关键字，因为类方法不关联具体对象，不存在this指向的当前对象，也用不到super相关的继承上下文；而普通方法（成员方法）可以使用这些关键字 。 - 成员访问限制：类方法（静态方法）中只能访问静态变量或静态方法，因为非静态成员属于对象，类方法执行时可能没有对象存在；普通成员方法既可以访问非静态成员，也能访问静态成员（只要符合访问权限） 。
浙公网安备 33010602011771号