Для чего нужны статические методы c. Можно ли объединять статические и нестатические методы в одном классе

The static can be:

Let"s look at static variables and static methods first.

What is Static Variable in Java?

Static variable in Java is variable which belongs to the class and initialized only once at the start of the execution.

• It is a variable which belongs to the class and not to object(instance)
• Static variables are initialized only once, at the start of the execution. These variables will be initialized first, before the initialization of any instance variables
• A single copy to be shared by all instances of the class
• A static variable can be accessed directly by the class name and doesn’t need any object

<class-name>.

What is Static Method in Java?

Static method in Java is a method which belongs to the class and not to the object. A static method can access only static data.

• It is a method which belongs to the class and not to the object(instance)
• A static method can access only static data. It can not access non-static data (instance variables)
• A static method can call only other static methods and can not call a non-static method from it.
• A static method can be accessed directly by the class name and doesn’t need any object
• A static method cannot refer to "this" or "super" keywords in anyway

<class-name>.

Note: main method is static, since it must be accessible for an application to run, before any instantiation takes place.

Lets learn the nuances of the static keywords by doing some excercises!

Example: How to call static variables & methods

Step 1) Copy the following code into a editor

Public class Demo{ public static void main(String args){ Student s1 = new Student(); s1.showData(); Student s2 = new Student(); s2.showData(); //Student.b++; //s1.showData(); } } class Student { int a; //initialized to zero static int b; //initialized to zero only when class is loaded not for each object created. Student(){ //Constructor incrementing static variable b b++; } public void showData(){ System.out.println("Value of a = "+a); System.out.println("Value of b = "+b); } //public static void increment(){ //a++; //} }

Step 2) Save & Compile the code. Run the code as, java Demo .

Step 3) Expected output show below

Following diagram shows, how reference variables & objects are created and static variables are accessed by the different instances.

Step 4) It is possible to access a static variable from outside the class using the syntax ClassName.Variable_Name . Uncomment line # 7 & 8 . Save , Compile & Run . Observe the output.

Value of a = 0 Value of b = 1 Value of a = 0 Value of b = 2 Value of a = 0 Value of b = 3 Step 5) Uncomment line 25,26 & 27 . Save , Compile & Run.
error: non-static variable a cannot be referenced from a static context a++;

Step 6) Error = ? This is because it is not possible to access instance variable "a " from java static class method "increment ".

Java Static Block

The static block is a block of statement inside a Java class that will be executed when a class is first loaded into the JVM

Class Test{ static { //Code goes here } }

A static block helps to initialize the static data members , just like constructors help to initialize instance members

Статические методы типа - это инструмент языковой среды, реализуемый для работы со статическими данными-членами. Подобные методы условно можно разделить на два вида:

статические методы в статических классах;

статические методы в нестатических классах.

Если программист объявляет класс статическим, то все члены этого класса становятся статическими, в том числе и методы. Это методы классов - контейнеров инструкций, они принимают объекты других типов для обработки и выдают нужное программисту значение типа.

Более распространен случай, когда программисту необходимо реализовать блок инструкций, независимый от объекта типа. Таким блоком инструкций выступает статический метод, поскольку вызывается до создания экземпляра типа.

Объявление и вызов статического метода

Метод объявляется статическим посредством ключевого слова static перед типом возвращаемого значения в определении метода в области видимости класса:

Public class Somenonstaticclass { // Объявляем статические поля. static int firststaticfield; static string secondstaticfield; // Объявляем нестатические поля. double firstnonstaticfield; float secondnonstaticfield; // Объявляем статический метод. static void FirstStaticMethod() { // Реализация статического метода. Console.WriteLine(firststaticfield); Console.WriteLine(secondstaticfield); } }

Программист может вызвать статический метод через имя типа, в котором он определен:

Class UseStaticMethods { static void Main() { // Вызываем статический метод через имя типа. Somenonstaticclass.FirstStaticMethod(); } }

Ограничения использования

Статические методы не участвуют в наследовании. Они запечатаны. Их можно только перегрузить, но не переопределить. Ограничение выражено тем, что статические методы относятся к классу, в котором определены, нестатические - к объекту класса.

Public class Somenonstaticclass { // Объявляем статические поля класса. static int firststaticfield; static string secondstaticfield; double firstnonstaticfield; float secondnonstaticfield; // Объявляем статический метод. static void FirstStaticMethod() { // Реализация статического метода. Console.WriteLine(firststaticfield); Console.WriteLine(secondstaticfield); } // Перегружаем метод FirstStaticMethod(). static int FirstStaticMethod(string a) { Console.WriteLine("Выводится введенный вами аргумент метода: "+a); } }

Статическим методам нестатического класса в блоке реализации доступны только статические члены. Нельзя использовать нестатические члены в статических методах:

Public class Somenonstaticclass { // Объявляем статические поля класса. static int firststaticfield; static string secondstaticfield; double firstnonstaticfield; float secondnonstaticfield; // Объявляем статический метод. static void FirstStaticMethod() { // Реализация статического метода. Console.WriteLine(firststaticfield); Console.WriteLine(secondstaticfield); Console.WriteLine(firstnonstaticfield); // Строка вызовет ошибку компиляции, так как внутри статического члена использован нестатический. } }

Модификатора static - с англ. "статичный", "постоянный" - делает переменную или метод "независимыми" от объекта. Давайте рассмотрим, как модификатор применяется к методам.

Модификатор static для методов

1. Метод вызывается без создания объекта класса.

Как и в случае с полями, статические методы можно вызывать без создания объекта. Например, представим, что у нас есть класс MyClass - а внутри его два метода, статический и "обычный":

class MyClass{ public static void firstMethod (){ System.out.println("Это статический метод!"); } public void secondMethod (){ System.out.println("Это НЕ статический метод!"); } }

class MyClass { public static void firstMethod () { System . out . println ("Это статический метод!" ) ; public void secondMethod () { System . out . println ("Это НЕ статический метод!" ) ;

Мы можем вызвать оба метода, создав объект класса MyClass:

class Test { public static void main (String args){ MyClass c1 = new MyClass(); c1.firstMethod(); c1.secondMethod(); } }

class Test { MyClass c1 = new MyClass () ; c1 . firstMethod () ; c1 . secondMethod () ;

Тем не менее, попробуем записать то же самое без создания объекта - вот так:

class Test { public static void main (String args){ MyClass.firstMethod(); MyClass.secondMethod(); } }

class Test { public static void main (String args ) { MyClass . firstMethod () ; MyClass . secondMethod () ;

Тут мы заменили название объекта - c1 - на название класса (ведь ни одного объекта теперь у нас нет! :)).

Как Вы думаете, что произойдет?

Естественно, такой код работать не будет. Дело в том, что так обращаться можно только к одному из этих методов - статическому:

class Test { public static void main (String args){ MyClass.firstMethod(); } }

class Test { public static void main (String args ) { MyClass . firstMethod () ;

Если нам понадобится второй, не статический метод, понадобится создавать объект класса MyClass . Как видите, если обращаться к статическим методам и через название объекта, и название класса, код будет работать. К нестатическим методам нужно обращаться исключительно через название объектов класса.

2. Статические методы нельзя переопределять.

Как Вы помните, один из фундаментальных - это "наследование". Дело в том, что в случаях, когда нам нужно создать новый класс, который имеет много общих свойств с каким-то уже существующим, вместо того, чтобы писать все заново, можно сделать "наследника" существующего класса. Этот "наследник" будет иметь те же самые метод и переменные, что и "родитель".

Тем не менее, в классе-наследнике обычно можно переопределять существующие методы. Это значит, что можно создать метод с таким же названием, только заменить его "внутренности". Так вот, статический метод нельзя переопределить. По аналогии с переменными, можно сказать, что этот метод "один для класса и его наследников" - так же, как статическая переменная "одна для класса и всех его объектов".

3. Статическим методам нужен "статический контекст".

Есть такое правило: статический метод не может ссылаться на нестатическую переменную . Что это значит?

Представьте, что у нас в каком-то классе есть статический метод. То есть это метод, к которому, как Вы знаете, можно обращаться без создания объекта класса . Это значит, что если статический метод будет обращаться к нестатическим переменным (которые попросту "не будут существовать", потому что объект не объявлен), то возникнет ошибка. Поэтому, статические методы могут ссылаться только на статические переменные . Это гарантирует, что во время выполнения нашего метода все элементы будут инициализированы и будут работать. Именно это и называется "статическим контекстом".

Итог двух частей - зачем применяется модификатор static

Итак, Вы в общих чертах поняли, в чем заключается принцип работы модификатора static. Давайте подытожим - как он применяется?

1. Если нужно объявить любую константу - например, = 3,14 - обязательно нужно использовать static. Они объявляются с использованием сочетание "static final":public class Test {

public static final double pi = 3.14159265359 ;

2. Если Вам нужно иметь доступ к переменной или методу без создания экземпляра класса. Например, представим, что у нас есть класс Cat. Логически, нет смысла делать статической переменную "имя кошки" - ведь оно будет индивидуальным для каждого экземпляра класс - т.е. для каждого кота. И метод "мяукать" делать статическим нет смысла - ведь без кошки (без создания объекта класса) вроде как некому будет мяукать 🙂

Но если представить, что у нас есть класс Math, в котором будет метод "найти корень квадратный". Это метод мы можем сделать статическим - ведь он нам явно очень пригодится, и будет часто использоваться. А зачем писать две строчки кода (создание экземпляра класса + вызов метода), если можно обойтись одной (вызов метода)? При этом, класс Math не несет никакой логическом нагрузки, в отличии от классов Cat, Dog или Car, и нам совершенно не нужен объект Math чтобы находить квадратные корни 🙂

3. У статических переменных и методов есть еще одно полезное свойство - они общие для всех экземпляров класса .

С одной стороны, это перекликается с установкой констант - пункт 1. Например, представьте, что у нас есть класс Cat, в котором есть два поля - "количество_лап" и "количество_хвостов". Понятно, что для всех экземпляров этого класса переменная "количество_лап" будет равна 4, а "количество_хвостов" равна 1. Мы можем сделать эти поля static, потому что они будут общими. Кроме того, это нам поможет сэкономить память, потому что эти переменные не будут "создаваться заново" для каждого экземпляра. Наоборот, все эти экземпляры будут ссылаться на одну и ту же - статическую - переменную.

Тот факт, что статическая переменная общая для всех классов, можно использовать и по-другому. Например, представьте, что у нас есть класс Dog. В этом классе, у нас будет статическая переменная "количество_собак", и мы сделаем так, чтобы каждый раз при создании объекта класса Dog она увеличивалась на 1. Таким образом, мы сможем посчитать, сколько мы создавали объектов! Или, как вариант, эту цифру можно использовать для присвоения уникального идентификационного номера каждой собаке.

Теперь Вы знаете основные способы применения модификатора static. Бывают и другие, но их мы рассмотрим позже.

Что такое static

В некоторых случаях желательно определить член класса, который будет использоваться независимо от любого объекта этого класса. Обычно обращение к члену класса должно выполняться только в сочетании с объектом его класса. Однако можно создать член класса, который может использоваться самостоятельно, без ссылки на конкретный экземпляр. Чтобы создать такой член, в начало его объявления нужно поместить ключевое слово static. Когда член класса объявлен как static (статический), он доступен до создания каких-либо объектов его класса и без ссылки на какой-либо объект. Статическими могут быть объявлены как методы, так и переменные. Наиболее распространенный пример статического члена - метод main (). Этот метод объявляют как static, поскольку он должен быть объявлен до создания любых объектов.

Переменные экземпляров, объявленные как static, по существу являются глобальными переменными. При объявлении объектов их класса программа не создает никаких копий переменной static. Вместо этого все экземпляры класса совместно используют одну и ту же статическую переменную.

На методы, объявленные как static, накладывается ряд ограничений.

• Они могут вызывать только другие статические методы.
• Они должны осуществлять доступ только к статическим переменным.
• Они ни коим образом не могут ссылаться на члены типа this или super. (Ключевое слово super связано с наследованием и описывается в следующей главе.)

Если для инициализации переменных типа static нужно выполнить вычисления, можно объявить статический блок, который будет выполняться только один раз при первой загрузке класса. В следующем примере показан класс, который содержит статический метод, несколько статических переменных и статический блок инициализации:

// Демонстрация статических переменных, методов и блоков.
class UseStatic {
static int a = 3;
static int b;
static void meth(int x) {
System.out.println ("x = " + x) ;
System.out.println ("a = " + a);
System.out.println("b = " + b) ;
}
static {
System.out.println("Статический блок инициализирован.");
b = a * 4;
}

meth(42);
}
}

Сразу после загрузки класса UseStatic программа выполняет все операторы static. Вначале значение а устанавливается равным 3, затем программа выполняет блок static, который выводит сообщение, а затем инициализирует переменную b значением а*4, или 12. Затем программа вызывает метод main (), который обращается к методу meth (), передавая параметру х значение 42. Три оператора println () ссылаются на две статических переменные а и b на локальную переменную х.

Вывод этой программы имеет такой вид:

Статический блок инициализирован, х = 42 а = 3 b = 12

За пределами класса, в котором они определены, статические методы и переменные могут использоваться независимо от какого-либо объекта. Для этого достаточно указать имя их класса, за которым должна следовать операция точки. Например, если метод типа static нужно вызвать извне его класса, это можно выполнить, используя следующую общую форму:

имя_класса.метод()

Здесь имя_класса - имя класса, в котором объявлен метод тип static. Как видите, этот формат аналогичен применяемому для вызова нестатических методов через переменные объектных ссылок. Статическая переменная доступна аналогичным образом - посредством операции точки, следующей за именем класса. Так в Java реализованы управляемые версии глобальных методов и переменных.

Приведем пример. Внутри метода main () обращение к статическому методу callme () и статической переменной b осуществляется посредством имени их класса StaticDemo.

class StaticDemo {
static int a = 42;
static int b = 99;
static void callme () {
System.out.println("a = " + a);
}
}
class StaticByName {
public static void main(String args) {
StaticDemo.callme () ;
System.out.println("b = " + StaticDemo.b);
}
}

Вывод этой программы выглядит следующим образом.

Переменное число параметров метода

Иногда число аргументов, которые будут переданы методу, неизвестно до периода выполнения. Например, вам нужен класс, который чертит на графике линию, заданную последовательностями х- и у-координат. Этот класс должен содержать методом, принимающим единственный аргумент - объект типа Point, представляющий значения обеих координат х и у. Этот метод должен сохранять каждый объект типа Point в связанном списке или в элементах массива, пока вызывающая программа не даст команду на вывод всей последовательности точек. Однако такое решение может быть не очень эффективным потому, что оно требует наличия в классе связанного списка. Но ведь можно было бы использовать единственный метод - DrawLine, которому этот список может и не потребоваться. Эту проблему эффективно решает метод с переменным количеством аргументов.

Такому методу можно задать переменное число аргументов через ключевое слово params в видемассива. Рассмотрим пример класса Chart, написанного на C#, позволяющего пользователю одним вызовом получить и вывести произвольное число объектов Point:

using System;

class Point //Класс точки

public Point(int x, int y) { this.x = x; this.у = у; }

public int x; public int y;

class Chart //Класс рисовальщика

public void DrawLine(Graphics g, params Point p)

Console.WriteLine("\пЭтот метод позволяет нарисовать линию " +

"по следующим точкам:");

for (int i = 0; i < p.GetLength(0); i++)

{ Console.WriteLine("{0), {1}". p[i].x, p[i].y); }

class ChartApp

public static void Main()

Point p1 = new Point(5,10);

Point p2 = new Point(5, 15);

Point p3 = new Point(5, 20);

Chart chart = new Chart();

chart.DrawLine(p1, p2, p3);

Метод DrawLine сообщает компилятору C#, что он может принимать переменное число объектов типа Point. Затем в период выполнения метод использует простой цикл for для прохода по всем объектам Point и вывода всех точек.

Статическим называется метод, который существует в классе как в таковом, а не в отдельных его экземплярах. Как и в случае других статических членов, главное преимущество статических методов в том, что они расположены вне конкретных экземпляров класса, не засоряя глобальное пространство приложения. При этом они и не нарушают принципов ООП, поскольку ассоциированы с определенным классом.

Определить метод как статический позволяет ключевое слово static. Затем для вызова метода пользователь применяет синтаксис вида Класс. Метод. Этот синтаксис необходим, даже если у пользователя есть ссылка на экземпляр класса.

Статические (static ) методы, или методы класса, можно вызывать, не создавая экземпляр объекта. Именно таким образом используется метод Main .

public class Sample

public static int a;

public int b;

public static void DoubleA(){ a *= 2; }

public void SetB(){ b = a; }

public class Application

public static void Main()

Sample sc1 = new Sample(), sc2 = new Sample();

Sample.a = 1;

sc1.SetB();

Sample.a = 2;

sc2.SetB();

Console.WriteLine("sc1.b = {0}, sc2.b = {1}", sc1.b, sc2.b);

Последним моментом, касающимся статических методов, является правило, определяющее, к каким членам класса можно обращаться из статического метода. Как вы можно догадаться, статический метод может обращаться к любому статическому члену в пределах класса, но не может обращаться к члену экземпляра.