16. 什么是静态方法和静态变量？它们与实例方法和实例变量有何不同？

PangHu大约 3 分钟

在Java中，static关键字用于声明类的成员变量和方法为静态的。静态成员与类本身关联，而不是与类的具体实例关联。

静态变量（Static Variable）

定义：静态变量是在类级别声明的变量，用static关键字修饰。
作用：静态变量在所有实例之间共享，所有对象都共享同一个静态变量。
存储位置：静态变量存储在方法区中，且只在类第一次加载时初始化一次。

访问方式：可以通过类名直接访问，也可以通过对象访问（不推荐）。

public class Example {
    static int counter = 0;  // 静态变量

    public Example() {
        counter++;  // 每次创建对象时，静态变量都会增加
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Example obj1 = new Example();
        Example obj2 = new Example();
        System.out.println(Example.counter);  // 输出2
    }
}

静态方法（Static Method）

定义：静态方法用static关键字修饰，属于类本身而非某个实例。
作用：静态方法可以在不创建类实例的情况下调用，通常用于执行不依赖于实例变量的功能或工具类的方法。
访问方式：可以通过类名直接调用静态方法，也可以通过对象调用（不推荐）。

限制：静态方法不能直接访问实例变量或调用实例方法，必须通过对象来访问。

public class Example {
    static void display() {
        System.out.println("Static method called");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Example.display();  // 通过类名调用静态方法
    }
}

实例方法（Instance Method）和实例变量（Instance Variable）

实例变量（Instance Variable）

定义：实例变量是属于对象的变量，没有使用static关键字修饰。
作用：每个对象都有自己独立的实例变量，实例变量用于保存每个对象的状态。
存储位置：实例变量存储在堆内存中，每创建一个对象，实例变量都会被初始化。

访问方式：只能通过对象来访问实例变量。

public class Example {
    int count = 0;  // 实例变量

    public Example(int count) {
        this.count = count;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Example obj1 = new Example(5);
        Example obj2 = new Example(10);
        System.out.println(obj1.count);  // 输出5
        System.out.println(obj2.count);  // 输出10
    }
}

实例方法（Instance Method）

定义：实例方法是属于对象的方法，没有使用static关键字修饰。
作用：实例方法可以访问实例变量和其他实例方法，它们通常用于操作或访问实例的状态。

访问方式：必须通过对象来调用实例方法。

public class Example {
    int count = 0;

    void display() {  // 实例方法
        System.out.println("Instance method called, count: " + count);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example();
        obj.display();  // 通过对象调用实例方法
    }
}

区别总结

所属关系：
- 静态变量和静态方法属于类，可以直接通过类名访问。
- 实例变量和实例方法属于对象，必须通过对象实例访问。
内存分配：
- 静态变量存储在方法区中，类加载时分配内存，并且在整个应用程序生命周期中共享。
- 实例变量存储在堆内存中，每个对象都有自己独立的一份实例变量。
访问限制：
- 静态方法无法直接访问实例变量和实例方法，需要通过对象来访问。
- 实例方法可以访问类的所有变量和方法（包括静态的和非静态的）。
使用场景：
- 静态变量和方法常用于不依赖对象状态的场景，比如工具类方法、全局计数器等。
- 实例变量和方法用于表示和操作对象的状态。

了解静态和实例成员的区别以及它们的使用场景，是掌握Java编程的基础。