了解类成员

• 类变量
• 类方法
• 常量
• Bicycle 修改

在本节中，我们将讨论使用 static 关键字来创建属于类的字段和方法，而不是类的实例。

类变量

当从相同的类蓝图创建一些对象时，它们各自具有自己的 实例变量 的不同副本。在 Bicycle 类中，实例变量是 cadence、gear 和 speed。每个 Bicycle 对象都有自己的这些变量的值，存储在不同的内存位置。

有时候，你想要有所有对象共有的变量。这是用 static 修饰语完成的。在其声明中具有 static 修饰符的字段称为静态字段或类变量。它们与类相关联，而不是与任何对象相关联。类的每个实例共享一个类变量，它位于内存中的一个固定位置。任何对象都可以改变类变量的值，但也可以在不创建类的实例的情况下操作类变量。例如，假设您要创建一些 Bicycle 对象并分配每个序列号，从第一个对象开始为 1。该 ID 号对于每个对象是唯一的，因此是一个实例变量。同时，您需要一个字段来跟踪 Bicycle 已创建的对象数量，以便您知道要分配给下一个对象的 ID。这样一个领域与任何个体对象无关，而与整个 class 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;

    // 添加一个类变量
    private static int numberOfBicycles = 0;
        ...
}

类变量由类名本身引用，如同 Bicycle.numberOfBicycles，这使得它们是类变量。

TIP

您也可以使用对象引用引用静态字段 myBike.numberOfBicycles。 但是这是不鼓励的，因为它不清楚它们是类变量。

您可以使用 Bicycle 构造函数设置 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;

        // 增加自行车的数量
        // 并分配id号
        id = ++numberOfBicycles;
    }

    // 返回实例变量的id方法
    public int getID() {
        return id;
    }
        ...
}

类方法

Java 编程语言支持静态方法以及静态变量。应该使用静态方法在其声明中使用 static 修饰符，而不需要创建类的实例，如

ClassName.methodName(args)

静态方法的常见用途是访问静态字段。例如，我们可以添加静态方法 getNumberOfBicycles 来访问 numberOfBicycles 静态字段：

public static int getNumberOfBicycles() {
    return numberOfBicycles;
}

实例和类变量和方法并不是所有的组合：

• 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。
• 类方法无法直接访问实例变量或实例方法 - 它们必须使用对象引用。此外，类方法不能使用 this 关键字，因为没有实例 this 可以引用。

常量

static 和 final 组合，也可以用来定义常量。该 final 修饰符表明这个字段的值不能改变。

例如，以下变量声明定义了一个常数 PI，它的值是一个近似值（圆周长与其直径的比值）：

static final double PI = 3.141592653589793;

以这种方式定义的常量不能重新分配，如果您的程序尝试这样做，这是一个编译时错误。按照惯例，常数值的名称拼写为大写字母。如果名称由多个单词组成，则单词将以下划线_分隔。

TIP

如果一个原始类型或一个字符串被定义为一个常量，并且该值在编译时是已知的，则编译器将使用该值替代该代码中的常量名称。这被称为 编译时常量 。如果外部常量的值发生变化（例如，如果立法规定 pi 实际上应该是 3.975），则需要重新编译使用此常量的任何类来获取当前值。

Bicycle 修改

在本节所做的修改之后，Bicycle 的代码如下

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;
    }
}