Java 中静态和非静态的区别

在 Java 中，静态（static）和非静态（non-static）成员在它们的存储、访问和使用方式上有所不同。

Java 中的静态成员

静态成员指的是类级别的变量或方法，这意味着它们属于类本身，而不是属于从类实例化的任何个别对象。这使得它们可以在类的所有实例之间共享资源。

• 静态变量：这些变量使用 static 关键字声明，并且是类所有对象的公共变量。
• 静态方法：这些方法可以在不创建类对象的情况下调用。它们只能直接访问静态数据。
• 静态类：在 Java 中，静态类是使用 static 关键字声明的嵌套类。它与外部类相关联，而不是与外部类的实例相关联。

静态成员示例

输出

解释

StaticInnerClass 是一个静态嵌套类，意味着无需 OuterClass 的实例即可访问它。staticVar 是一个静态变量，在所有实例之间共享。staticMethod() 是一个静态方法，可以使用类名调用。

Java 中的非静态成员

非静态成员是类每个实例独有的，因为它们与从类创建的对象相关联。

• 非静态变量：每个对象都有自己的该变量副本。
• 非静态方法：这些方法可以访问静态和非静态数据，并且需要对象才能调用。
• 非静态类：非静态类是常规类，需要实例才能使用。与静态类不同，非静态类可以访问其包含类的静态和非静态成员。

非静态成员示例

输出

Non-Static Method Called. Variable: 10

解释

NonStaticExample 是一个常规类，意味着需要实例才能使用。nonStaticVar 是一个非静态变量，对每个实例都是唯一的。nonStaticMethod() 是一个非静态方法，必须使用对象调用。

示例：静态和非静态成员

输出

10
Static Method
20
Non-Static Method

静态成员和非静态成员之间的主要区别

1. 关联性

静态：静态成员（变量和方法）与类本身相关联，而不是与个别实例相关联。

非静态：非静态成员是类每个实例独有的，因为它们与从类创建的对象相关联。

2. 内存分配

静态：静态成员仅在类加载时分配一次内存。

非静态：非静态成员为类的每个实例分别分配内存。每个对象都有自己的非静态成员副本。

3. 访问

静态：静态成员可以直接使用类名后跟成员名（例如，ClassName.memberName）来访问。它们可以在程序中的任何位置访问。

System.out.println(Math.PI); // 访问 Math 类中的静态常量

非静态：非静态成员使用对象引用后跟成员名（例如，objectReference.memberName）来访问。它们是类特定实例的。

String s = new String("Java");

System.out.println(s.length()); // 使用对象访问非静态方法

4. 初始化

静态：静态成员在类加载到内存时进行初始化，通常在程序启动时。初始化只发生一次。

非静态：非静态成员在每次创建类实例时进行初始化，通常使用 new 关键字。每个对象都独立进行初始化。

5. 作用域

静态：静态成员具有全局作用域，可以在程序中的任何位置访问，即使没有创建类的实例。

非静态：非静态成员具有局部作用域，只能通过类的实例访问。没有对象就无法访问。

6. 访问成员

静态：静态成员只能直接访问同一类中的其他静态成员。它们不能直接访问非静态成员。

非静态：非静态成员可以访问同一类中的静态和非静态成员。它们可以直接访问所有成员。

7. 用途

静态：静态成员通常用于实用方法、常量或不属于特定实例的变量。例如，一个包含数学函数的 Math 类。

非静态：非静态成员用于实例特定的行为，因为它们保存每个对象的数据。例如，存储每个对象唯一值的实例变量。

8. 内存效率

静态：无论创建多少个实例，静态成员都只占用一次内存。当必须在所有对象之间共享相同数据时，它们可以节省内存。

非静态：非静态成员会消耗更多内存，因为每个对象都带有自己的副本。

9. 对象依赖性

静态：静态成员独立于对象；它们属于类，不与任何特定实例绑定。

非静态：非静态成员完全依赖于对象，并且它们的状态因对象而异。

10. 继承行为

静态：静态成员会被子类继承，但不能以传统意义上被覆盖。

非静态：非静态成员可以被继承，也可以被覆盖，以便在子类中提供自定义行为。

11. 同步

静态：静态方法可以在类级别进行同步，并且也会影响同时访问它们的所有线程。

非静态：非静态方法可以针对每个对象进行同步，从而对线程访问对象数据进行精细控制。

12. 覆盖和隐藏

静态：静态方法是方法隐藏（hiding）而不是方法重写（overriding）的对象。这是因为它们是在编译时绑定的，而不是在运行时。

非静态：非静态方法通过方法重写支持真正的运行时多态。

13. 引用

静态：可以直接通过类名引用静态成员，无需创建对象。

非静态：必须通过对象引用来引用非静态成员，否则会发生编译错误。

14. 序列化影响

静态：序列化对象时不会序列化静态变量，因为它们属于类，而不是对象。

非静态：非静态变量会被序列化，因为它们是对象当前状态的一部分。

15. 最佳实践用法

静态：当行为对于所有实例来说是通用且相同的，例如实用方法（Collections.sort()）时，应使用静态成员。

非静态：当需要每个对象都有不同行为/数据时，应使用非静态成员，例如 Employee 的薪水或 Student 的分数。

16. 修改影响

静态：更改静态成员的值会影响所有对象，因为它们共享相同的内存地址。

非静态：更改非静态成员的值只会影响该特定对象。

17. 执行顺序

静态：静态块在类加载时首先执行，甚至在构造函数或任何对象创建之前。

非静态：非静态块和变量在创建每个新对象时进行初始化，位于静态块之后。

18. 现实生活中的例子

静态：将静态成员视为国家法律——它们对每个人都通用，无论您住在哪个城市。

非静态：非静态成员就像当地的城市规定——它们根据地点（或对象）而变化。

19. 接口中的支持

静态：Java 8 及更高版本允许在接口中使用静态方法，但实现类无法覆盖它们。

非静态：非静态方法（抽象方法）是接口中传统的需要类实现的方法。

20. 对设计模式的影响

静态：静态方法常用于单例（Singleton）、工具类（Utility classes）和工厂方法（Factory methods）等模式，以实现全局访问。

非静态：非静态成员广泛用于面向对象设计模式，如策略模式（Strategy）、观察者模式（Observer）和装饰器模式（Decorator），这些模式中对象的状态很重要。

下表总结了上述主要区别。

Java 静态和非静态选择题

1. 如果我们尝试从静态上下文访问非静态方法会发生什么？

1. 它将编译并运行
2. 它将抛出运行时异常
3. 它将无法编译
4. 它将自动转换为静态

2. 以下哪些可以声明为 static？

1. 局部变量
2. 方法
3. 构造函数
4. 对象

3. 关于 Java 中的静态方法，以下哪项是正确的？

1. 它们属于类的实例
2. 它们可以直接访问实例变量
3. 它们可以使用 this 关键字
4. 它们可以在不创建对象的情况下调用

4. 关于静态变量，以下哪个陈述是正确的？

1. 它们只能在同一方法内访问
2. 每个对象都有自己的副本
3. 每次创建对象时都会初始化它们
4. 它们在类的所有实例之间共享

5. 在静态上下文中不允许什么？

1. 调用另一个静态方法
2. 访问静态变量
3. 创建对象
4. 使用 this 关键字