【06】面对对象2_static关键字,单例设计模式

面相对象2

1.      面向对象概念

2.      类与对象的关系

3.      封装

4.      构造函数

5.      this关键字

6.       static关键字

对象的初始化过程

7.       单例设计模式

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3.6  static 关键字

 

3.6.1  静态：static用法？

         是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量，成员函数）

         当成员被静态修饰后，就多了一个调用方式，除了可以被对象调用外，还可以直接被类名调用，类名.静态成员

 

3.6.2 static 特点：

                   1.随着类的加载而加载

                   也就说，静态会随着类的消失而消失，说明它的生命周期最长

 

                   2.优先于的对象存在

                   明确一点：静态时先存在，对象后存在

 

                   3.被所有对象所共享

                   4.可以直接被类名所调用

 

 

3.6.3  实例变量和类变量的区别：

1.      存放位置

类变量随着类的加载而存在方法区中

实例变量随着对象的建立而存在于堆内存中

2.      生命周期：

类变量生命周期最长，随着类的消失而消失

实例变量生命周期随着对象的消失而消失

 

3.6.4  静态使用的注意事项：

1.静态方法只能访问静态成员，

  非静态方法即可以访问静态页可以访问非静态

2.静态方法中不可以定义this，super关键字

因为静态优于对象存在，所以静态方法中不可以出现this

3.主函数是静态的

 

3.6.5  静态有利有弊

利处：对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间，没有必要每一个对象中都存储一份。可以直接被类名调用。 

弊端：生命周期过长

访问出现局限性。（静态虽好，只能访问静态）

 

练习一：static调用

class Person
{
String name;//成员变量，实例变量。
static String country = "CN";//静态的成员变量，类变量。
public static void show()
{
System.out.println("::::"+country);

}
static public void haha()
{}
}

class StaticDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Personp = new Person();
//p.name= "zhangsan";
//p.show();

//System.out.println(p.country);

//System.out.println(Person.country);

Person.show();
}
}

 

3.6.6主函数：

练习二：主函数 详解

/*

public static void main(String[] args)

主函数：是一个特殊的函数。作为程序的入口，可以被jvm调用。

主函数的定义：
public：代表着该函数访问权限是最大的。
static：代表主函数随着类的加载就已经存在了。
void：主函数没有具体的返回值。
main：不是关键字，但是是一个特殊的单词，可以被jvm识别。
（String[] arr）:函数的参数，参数类型是一个数组，该数组中的元素是字符串。字符串类型的数组。

args：是英文参数的缩写

主函数是固定格式的：jvm识别。

jvm在调用主函数时，传入的是newString[0];
*/

class MainDemo
{
public static void main(String[] args)
{
String[] arr ={"hah","hhe","heihei","xixi","hiahia"};

MainTest.main(arr);
}
}

class MainTest
{
public static void main(String[] args)
{
for(intx=0; x<args.length; x++)
System.out.println(args[x]);
}
}

 

3.6.7什么时候使用静态？       

要从两方面下手：

因为静态修饰的内容有成员变量和函数。

什么时候定义静态变量(类变量)呢？

当对象中出现共享数据时，该数据被静态所修饰。

对象中的特有数据要定义成非静态存在于堆内存中。

 

3.6.8什么时候定义静态函数呢？

当功能内部没有访问到非静态数据(对象的特有数据)，

那么该功能可以定义成静态的。

 

练习三：什么时候用静态

class Person
{
String name;
static String country = "cn";
public static void show()
{
System.out.println(contry+"haha");
}

}

class
{
public static void main(String[] args)
{
Personp = new Person();
p.show();
//Person.show();
}

}

3.6.9静态的应用

 

每一个应用程序中都有共性的功能，可以将这些功能进行抽取，独立封装，以便复用。

 

虽然可以通过建立ArrayTool的对象使用这些工具方法，对数组进行操作，发现了问题：

1，对象是用于封装数据的，可是ArrayTool对象并未封装特有数据。

2，操作数组的每一个方法都没有用到ArrayTool对象中的特有数据。

 

这时就考虑，让程序更严谨，是不需要对象的。

可以将ArrayTool中的方法都定义成static的。直接通过类名调用即可。

 

将方法都静态后，可以方便于使用，但是该类还是可以被其他程序建立对象的。

为了更为严谨，强制让该类不能建立对象。

可以通过将构造函数私有化完成。

 

接下来，将ArrayTool.class文件发送给其他人，其他人只要将该文件设置到classpath路径下，就可以使用该工具类。

但是，很遗憾，该类中到底定义了多少个方法，对方去不清楚。因为该类并没有使用说明书。

开始制作程序的说明书。

 

java的说明书通过文档注释来完成，也称为API文档。

 

练习四：生成一个工具类，并给每个方法进行注释

/**
这是一个可以对数组进行操作的工具类，该类中提供了，获取最值，排序等功能。
@author 张三
@version V1.1
*/

public class ArrayTool
{
/**
空参数构造函数。
私有化ArryTool函数，避免其他人创建此函数，占用内存
*/
private ArrayTool(){}

/**
获取一个整形数组中的最大值。
@paramarr 接收一个int类型的数组。
@return会返回一个该数组中最大值。
*/
public static int getMax(int[] arr)
{
int max = 0;
for(intx=1; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]>arr[max])
max= x;
}
return arr[max];
}

/**
获取一个整形数组中的最小值。
@paramarr 接收一个int类型的数组。
@return会返回一个该数组中最小值。
*/
public static int getMin(int[] arr)
{
int min = 0;
for(intx=1; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]<arr[min])
min= x;
}
return arr[min];
}
/**
给int数组进行选择排序。
@paramarr 接收一个int类型的数组。
*/
public static void selectSort(int[] arr)
{
for(int x=0; x<arr.length-1 ; x++ )
{
for(inty=x+1; y<arr.length; y++)
{
if(arr[x]>arr[y])
{
swap(arr,x,y);
}
}
}
}
/**
给int数组进行冒泡排序。
@paramarr 接收一个int类型的数组。
*/
public static void bubbleSort(int[] arr)
{
for(int x=0; x<arr.length-1 ; x++ )
{
for(inty=0; y<arr.length-x-1; y++)
{
if(arr[y]>arr[y+1])
{
swap(arr,y,y+1);
}
}
}
}
/**
给数组中元素进行位置的置换。
@paramarr  接收一个int类型的数组。
@parama 要置换的位置
@paramb 要置换的位置
*/
private  static void swap(int[] arr,int a,int b)
{
inttemp = arr[a];
arr[a]= arr;
arr[b]= temp;
}
/**
用于打印数组中的元素。打印形式是：[elemet1, element2, ...]
*/
public static void printArray(int[] arr)
{
System.out.print("[");
for(intx=0; x<arr.length; x++)
{
if(x!=arr.length-1)
System.out.print(arr[x]+",");
else
System.out.println(arr[x]+"]");
}
}
}

/*
一个类中默认会有一个空参数的构造函数，
这个默认的构造函数的权限和所属类一致。
如果类被public修饰，那么默认的构造函数也带public修饰符。
如果类没有被public修饰，那么默认的构造函数，也没有public修饰。
默认构造构造函数的权限是随着的类的变化而变化的。

*/

 

//接着上面，这个练习是两个java文件
class ArrayToolDemo
{
public static void main(String[] args)
{
int[] arr = {3,15,7,12,28};

//利用静态，不用创建对象，直接调用
int max = ArrayTool.getMax(arr);
System.out.println("max="+max);

/*
没有在ArrayTool中设置静态时，需要先创建对象，然后在调用
ArrayTooltool = new ArrayTool();

int max = tool.getMax(arr);
System.out.println("max="+max);

int min = tool.getMin(arr);
System.out.println("min="+min);

tool.printArray(arr);
tool.selectSort(arr);
tool.printArray(arr);

int[] arr1 = {};

ArrayTool tool1 = new ArrayTool();
*/

}
}

//生成说明文件的命令
//javadoc -d myhelp -author -versionArrayTool.java

 




 

[b]3.6.10对象的初始化过程

         Person p = newPerson(“zhangsan”,20);

 

         这句话都做了什么事情？

         第一步：因为new用到了Person.class所以会先找到Person.class文件并加载到内存中

         第二步：执行该类中的static代码块，如果有的话，给Person.class类进行初始化

         第三步：在堆内存中开辟空间，分配内存地址

         第四步：在堆内存中建立对象的特有属性，并进行默认初始化

         第五步：对属性进行显示初始化

         第六步：对对象进行构造代码块初始化

         第七步：对对象进行对应的构造函数初始化

         第八步：将内存地址付给栈内存中的P变量



 

Person p = new Person(“zhangsan”,20);

p.setName(“lisi”);

 

初始化过程图解

 



 

 

3.6.11设计模式：解决某一类问题最行之有效的方法。

java中有23种设计模式：

单例设计模式：解决一个类在内存只存在一个对象。

 

想要保证对象唯一

1，为了避免其他程序过多建立该类对象。先禁止其他程序建立该类对象

2，还为了让其他程序可以访问到该类对象，只好在本类中，自定义一个对象。

3，为了方便其他程序对自定义对象的访问，可以对外提供一些访问方式。

 

这三部怎么用代码体现呢？

1，将构造函数私有化。

2，在类中创建一个本类对象。

3，提供一个方法可以获取到该对象。

 

对于事物该怎么描述，还怎么描述。

当需要将该事物的对象保证在内存中唯一时，就将以上的三步加上即可。

 

 

练习五：单例模式，保证在内存中的唯一性

 

class Student
{
private int age;

private static Student s = new Student();
private Student(){}
public static Student getStudent()
{
return s;
}

public void setAge(int age)
{
this.age= age;
}
public int getAge()
{
return age;
}
}

class SingleDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Single s1 = Single.getInstance();//静态方法可以直接调用
Single s2 = Single.getInstance();

s1.setNum(23);

System.out.println(s2.getNum());

//               Single s1 = new Single();
//               Single s2= new Single();
//               s1.setNum(30);
//               System.out.println(s2.getNum());

//               Student s1 = new Student();
//               s1.setAge(30);
//
//               Student s2 = new Student();
//               s2.setAge(12);

Students1 = Student.getStudent();
Students2 = Student.getStudent();
}
}

 

练习六:单例饿汉式和懒汉式

/*
饿汉式:先初始化对象
Single类一进内存，就已经创建好了对象。

*/
class Single
{
private static Single s = new Single();
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
return s;
}
}

 

/*
懒汉式:
对象是方法被调用时，才初始化，也叫做对象的延时加载。
Single类进内存，对象还没有存在，只有调用了getInstance方法时，才建立对象。
*/
class Single
{
private static Single s = null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s==null)
s= new Single();
}
}
return s;
}
}

//记录原则：定义单例，建议使用饿汉式。