4.静态域与静态方法

static, 属于类且不属于类对象的变量和函数

静态域

每个类中，都有一份属于自己的实例域。但是一旦将域定义为 static ，每个类中只有一个这样的域。
例如，假定需要给每一个雇员赋予唯一的标识码。这里给 Employee 类添加一个实例域 id 和一个静态域 nextId ：

class Employee
{
    private static int nextId = 1;
    private int id;
    ...
}

现在，每一个雇员对象都有一个自己的 id 域，但这个类的所有实例将共享一个 nextId 域。换句话说，如果有 1000 个 Employee 类对象，则有 1000 个实例域 id 。但是，只有一个静态域 nextId 。即使没有一个雇员对象，静态域 nextId 也存在。它属于类，而不属于任何独立的对象。
实现一个简单的方法：

public void setId()
{
    id = nextId;
    nextId++; // or Employee.nextId++;
}

假设 harry 设定雇员标识码：

harry.setId();

可以看成：

harry.id = Employee.nextId;
Employee.nextId++;

静态常量

静态变量使用得比较少，但静态常量却使用得比较多。
例如，Math 类中的常量：

public class Math
{
    ...
    public static final double PI = 3.14159265358979323846;
    ...
}

在程序中，可以采用 Math.PI 的形式获得这个常量。
另外，System.out 也是静态常量，他的定义如下：

public class System
{
    ...
    public final static PrintStream out = null;
    ...
}

前面讲到不要将域设计为 public。然而，公有常量（即 final 域）却没问题，如果公有常量二次赋值编译器将会报错。因为 out 被声明为 final，所以，不允许再将其他打印流赋给它：

System.out = new PrintStream(...); // Error--out is final

如果查看一下 System 类，就会发现有一个 setOut 方法，它可以将 System.out 设置为不同的流。读者可能会感到奇怪，为什么这个方法可以修改 final 变量的值。原因在于，setOut 方法是一个本地方法，而不是用 Java 语言实现的。本地方法可以绕过 Java 语言的存取控制机制。这是一种特殊的方法，在自己编写程序时，不应该这样处理。

静态方法

静态方法是一种不能向对象实施操作的方法。
例如，Math 类的 pow 方法就是一个静态方法。表达式 Math.pow(x, a) 计算 x 。在运算时，不使用任何 Math 对象。换句话说，没有隐式的参数。
可以认为静态方法是没有 this 参数的方法。
Employee 类的静态方法不能访问 Id 实例域，因为它不能操作对象。但是，静态方法可以访问自身类中的静态域。下面是使用这种静态方法的一个示例：

public static getNextId()
{
    return nextId; // returns static field
}

通过类名来调用这个方法：

int n = Employee.getNextId();

也可以使用对象实例来调用静态方法。例如，harry 是一个 Employee 对象实例，使用 harry.getNextId() 和 Employee.getNextId() 的效果一样。但是，这种方式很容易造成混淆，其原因是 getNextId() 计算的结果与 harry 毫无关系。建议使用类名，而不是对象来调用静态方法。

一般而言，在下面两种情况下使用静态方法：

• 一个方法不需要访问对象状态，其所需参数都是通过显式参数提供（例如：Math.pow）。

• 一个方法只需要访问类的静态域（例如：Employee.getNextId）。

  工厂方法

  静态方法还有一种常见的用途：类似 LocalDate 类的静态工厂方法（factory method）来构造对象。
  使用静态工厂方法原因有两个：

• 构造器的名字必须与类名相同。但是，静态工厂方法命名就更自由。如 LocalDate.now() 就是返回当前的时间。LocalDate.of() 就可以设定值。他们都是返回一个实例对象。

• 当使用构造器时，无法改变所构造的对象类型。而 Factory 方法将返回一个 DecimalFormat 类对象，这是 NumberFormat 的子类。

  main 方法

  main 方法不对任何对象进行操作。事实上，在启动程序时还没有任何一个对象。静态的 main 方法将执行并创建程序所需要的对象。
  每一个类可以有一个 main 方法。这是一个常用于对类进行单元测试的技巧。