了解class成员

在本节中，我们讨论如何使用static关键字来创建属于该类而不是该类实例的字段和方法。

Class Variables

当从同一类蓝图创建多个对象时，每个对象都有各自不同的实例变量副本。对于Bicycle类，实例变量是cadence，gear和speed。每个Bicycle对象对于这些变量都有其自己的值，存储在不同的存储位置中。

有时，您希望拥有所有对象共有的变量。这是通过static修饰符完成的。声明中带有static修饰符的字段称为静态字段或类变量。它们与类关联，而不与任何对象关联。该类的每个实例共享一个类变量，该变量位于内存中的一个固定位置。任何对象都可以更改类变量的值，但是也可以在不创建类实例的情况下操纵类变量。

例如，假设您要创建多个Bicycle对象，并为每个对象分配一个序列号，第一个对象以 1 开头。该 ID 号对于每个对象都是唯一的，因此是一个实例变量。同时，您需要一个字段来跟踪已创建的Bicycle个对象，以便知道要分配给下一个对象的 ID。这样的字段与任何单个对象都不相关，而与整个类有关。为此，您需要一个类变量numberOfBicycles，如下所示：

public class Bicycle {
        
    private int cadence;
    private int gear;
    private int speed;
        
    // add an instance variable for the object ID
    private int id;
    
    // add a class variable for the
    // number of Bicycle objects instantiated
    private static int numberOfBicycles = 0;
        ...
}

类变量由类名本身引用，如

Bicycle.numberOfBicycles

这清楚表明它们是类变量。

myBike.numberOfBicycles

您可以使用Bicycle构造函数来设置id实例变量并增加numberOfBicycles类变量：

public class Bicycle {
        
    private int cadence;
    private int gear;
    private int speed;
    private int id;
    private static int numberOfBicycles = 0;
        
    public Bicycle(int startCadence, int startSpeed, int startGear){
        gear = startGear;
        cadence = startCadence;
        speed = startSpeed;

        // increment number of Bicycles
        // and assign ID number
        id = ++numberOfBicycles;
    }

    // new method to return the ID instance variable
    public int getID() {
        return id;
    }
        ...
}

Class Methods

Java 编程语言支持静态方法以及静态变量。静态方法的声明中带有static修饰符，应使用类名来调用，而无需创建该类的实例，如

ClassName.methodName(args)

instanceName.methodName(args)

静态方法的常见用法是访问静态字段。例如，我们可以向Bicycle类添加静态方法以访问numberOfBicycles静态字段：

public static int getNumberOfBicycles() {
    return numberOfBicycles;
}

并非允许实例和类变量以及方法的所有组合：

• 实例方法可以直接访问实例变量和实例方法。

• 实例方法可以直接访问类变量和类方法。

• 类方法可以直接访问类变量和类方法。

• 类方法不能直接访问实例变量或实例方法，它们必须使用对象引用。另外，类方法不能使用this关键字，因为没有可供this引用的实例。

Constants

static修饰符与final修饰符一起还用于定义常量。 final修饰符表示此字段的值不能更改。

例如，以下变量声明定义了一个名为PI的常量，其值近似为 pi(圆的周 Long 与其直径之比)：

static final double PI = 3.141592653589793;

不能重新分配以这种方式定义的常量，如果您的程序try这样做，则是编译时错误。按照约定，常量值的名称用大写字母拼写。如果名称由多个单词组成，则单词之间用下划线(_)分隔。

自行车课

完成本节中的所有修改后，Bicycle类现在为：

public class Bicycle {
        
    private int cadence;
    private int gear;
    private int speed;
        
    private int id;
    
    private static int numberOfBicycles = 0;

        
    public Bicycle(int startCadence,
                   int startSpeed,
                   int startGear) {
        gear = startGear;
        cadence = startCadence;
        speed = startSpeed;

        id = ++numberOfBicycles;
    }

    public int getID() {
        return id;
    }

    public static int getNumberOfBicycles() {
        return numberOfBicycles;
    }

    public int getCadence() {
        return cadence;
    }
        
    public void setCadence(int newValue) {
        cadence = newValue;
    }
        
    public int getGear(){
        return gear;
    }
        
    public void setGear(int newValue) {
        gear = newValue;
    }
        
    public int getSpeed() {
        return speed;
    }
        
    public void applyBrake(int decrement) {
        speed -= decrement;
    }
        
    public void speedUp(int increment) {
        speed += increment;
    }
}