Что такое статические методы

Всем привет. На одном из код-ревью я столкнулся с мыслью, что многие, а чего скрывать и я сам, не то чтобы хорошо понимаем когда нужно использовать ключевое слова static. В данной статье я хотел бы поделиться своими знаниями и информацией по поводу ключевого слова static. Статья будет полезна как начинающим программистам, так и людям, работающим с языком С++. Для понимания статьи у вас должны быть знания о процессе сборки проектов и владение языком С/С++ на базовом уровне. Кстати, static используется не только в С++, но и в С. В этой статье я буду говорить о С++, но имейте в виду, что всё то, что не связано с объектами и классами, в основном применимо и к языку С.

Что такое static?

Где используется?

Ниже приведена схема, как и где используется static в программе.

А теперь я постараюсь детально описать все то, что изображено на схеме. Поехали!

Статические переменные внутри функции

Если не использовать static в строке 4, выделение памяти и инициализация переменной count происходит при каждом вызове функции counter(), и уничтожается каждый раз, когда функция завершается. Но если мы сделаем переменную статической, после инициализации (при первом вызове функции counter()) область видимости count будет до конца функции main(), и переменная будет хранить свое значение между вызовами функции counter().

Статические объекты класса

В строке 3 мы создаем класс Base с конструктором (строка 5) и деструктором (строка 8). При вызове конструктора либо деструктора мы выводим название метода класса в консоль. В строке 14 мы создаем статический объект obj класса Base. Создание этого статического объекта будет происходить только при первом вызове функции foo() в строке 18.

Из-за того, что объект статический, деструктор вызывается не при выходе из функции foo() в строке 15, а только при завершении программы, т.к. статический объект разрушается при завершении программы. Ниже приведен пример той же программы, за исключением того, что наш объект нестатический.

Если мы уберем static при создании переменной в функции foo(), то разрушение объекта будет происходить в строке 15 при каждом вызове функции. В таком случае вывод программы будет вполне ожидаемый для локальной переменной с выделенной памятью на стеке:

Статические члены класса

В сравнении с предыдущими вариантами использования, статические члены класса немного сложнее для понимания. Давайте разберемся, почему. Предположим, у нас есть следующая программа:

В нашем примере мы создали класс А (строка 3) и класс В (строка 9) со статическими членами класса (строка 15). Мы предполагаем, что при создании объекта b в строке 19 будет создан объект a в строке 15. Так бы и произошло, если бы мы использовали нестатические члены класса. Но вывод программы будет следующим:

Причиной такого поведения является то, что статические члены класса не инициализируются с помощью конструктора, поскольку они не зависят от инициализации объекта. Т.е. в строке 15 мы только объявляем объект, а не определяем его, так как определение должно происходить вне класса с помощью оператора разрешения области видимости (::). Давайте определим члены класса B.

Теперь, после того как мы определили наш статический член класса в строке 18, мы можем увидеть следующий результат программы:

Constructor A
Constructor B
Destructor B
Destructor A

Нужно помнить, что член класса будет один для всех экземпляров класса B, т.е. если мы создали три объекта класса B, то конструктор статического члена класса будет вызван только один раз. Вот пример того, о чем я говорю:

Constructor A
Constructor B1
Constructor B2
Constructor B3
Destructor B3
Destructor B2
Destructor B1
Destructor A

Статические функции

Для того чтобы исправить данную проблему, одну из функций мы объявим статической. Например эту:

В этом случае вы говорите компилятору, что доступ к статическим функциям ограничен файлом, в котором они объявлены. И он имеет доступ только к функции sum() из math.cpp файла. Таким образом, используя static для функции, мы можем ограничить область видимости этой функции, и данная функция не будет видна в других файлах, если, конечно, это не заголовочный файл (.h).

Статические функции-члены класса (методы)

Статическую функцию-член вы можете использовать без создания объекта класса. Доступ к статическим функциям осуществляется с использованием имени класса и оператора разрешения области видимости (::). При использовании статической функции-члена есть ограничения, такие как:

В классе A в строке 8 у нас есть статическая функция-член foo(). В строке 14, мы вызываем функцию используя имя класса и оператор разрешения области видимости и получаем следующий результат программы:

Из вывода видно, что никакого создания объекта нет и конструктор/деструктор не вызывается.

Если бы метод foo() был бы нестатическим, то компилятор выдал бы ошибку на выражение в строке 14, т.к. нужно создать объект для того, чтобы получить доступ к его нестатическим методам.

Заключение

В одной статье в интернете я нашел совет от автора – «Используйте static везде, где только можно». Я хотел бы написать, почему так делать не стоит, а стоит использовать только в случае необходимости.

Источник

Статика в C#

Волею судьбы в последние годы у меня появилось ещё одно очень увлекательное хобби – учить. Я занимаюсь обучением людей, которые хотят стать программистами C#. Люди приходят разные: технари, гуманитарии, кто-то по своей воле, кого-то направляют от организаций. Не смотря на различные уровни, мне нужно их обучать. Поэтому я стараюсь постоянно обновлять и улучшать свои обучающие материалы. В связи с чем, пришёл к выводу: «А не плохо было бы оформить материалы в текстовом виде, чтобы ими было удобно пользоваться». Под катом я выложил как пример одну из недавно оформленных лекций.

Общая концепция

Статика подразумевает, что вам не нужно создавать экземпляр класса. Все приведённые выше составляющие класса, доступны посредством указания его имени.

Следует отметить, что необязательно делать весь класс статическим. Иногда достаточно применить статику для отдельных его членов.

Больше деталей

Выше мы не рассматривали такую конструкцию, как статический конструктор. Один из достаточно интересных вопросов, на мой взгляд, когда происходит вызов статического конструктор у классов?

Я думаю вы уже обратили внимание, что для статического конструктора не используется спецификатор доступа. Всё очень очевидно, создание статики вы не контролируете. Если попробовать выполнить приведённый ниже код, то можно убедиться в верности следующего утверждения: статический конструктор вызывается перед доступом к любому члену класса.

Можно поиграться, закомментировав любую из строк в которых происходит обращение к классу Box. Теперь немного изменим код, и подправим наше утверждение

В данном случае вызов статического конструктора не происходит. Итак: статический конструктор вызывается перед доступом к любому члену класса, за исключением констант. Я не зря использовал слово класс в данном определении. Со структурами очень много “приколов”. Вы должно быть знаете, что в C# нельзя переопределить конструктор по-умолчанию, но можно определить статический конструктор без параметров. Однако он будет вызываться не всегда, так например не произойдёт его вызов, если вы, например, попытаетесь создать массив структур.

Общие рассуждения об использовании статики

Полиморфизм

Как упоминалось выше, статические классы не поддерживают наследование, т.е. вы не можете наследоваться от интерфейса или другого класса и таким образом расширить функциональность.

Тестирование

При использование статики тестирование достаточно затруднено. Нельзя оперативно подменять код, основываясь на интерфейсах. Если нужно менять, то серьёзно, переписывая значительные куски кода.

Источник

NEWOBJ.ru → Введение в ООП с примерами на C# →

2.5. Статические методы и поля

2.5. Статические методы и поля

§ 24. Статические методы. Иногда методу класса не требуется доступ к состоянию объекта. Так, в рассмотренном в главе 2.1 примере расчета площади треугольника, метод расчета SquareGeron не использует поля класса и, соответственно, доступ к переменной this ему не нужен. То есть метод имеет доступ к заведомо не нужным для его работы данным. Чтобы ограничить доступ такого рода методов к полям объекта используют статические методы.

Для объявления статического метода используется ключевое слово static :

Статический метод может быть вызван как через экземпляр класса, так и через имя класса. Например, из методов класса Triangle мы можем обратиться к статическому методу SquareGeron следующими способами:

Аналогично, извне класса, при условии, что мы сделаем метод SquareGeron открытым:

Слово «статический» используется в том смысле, что статические методы не относятся к динамике объекта, не используют и не меняют его состояния.

§ 25. Статические поля. Аналогично тому, как статический метод не привязан к объекту, мы можем объявить статическое поле, не являющееся частью никакого объекта, которое будет создаваться в одном экземпляре и будет доступно из любого объекта класса или через имя класса.

Экземпляр статической переменной создается автоматически до первого ее использования (когда именно – не регламентируется), а при создании экземпляров класса память для статических переменных не выделяется. Таким образом, в приведенном примере в некоторый момент времени после запуска приложения и до вызова команды увеличения значения newCount будет создан ровно один экземпляр этой переменной, а каждый создаваемый объект Point будет увеличивать ее значение в своем конструкторе.

Применительно к статическим полям также можно сформулировать правило: в первом приближении следует избегать использовать статические полей.

Причин тут много, в частности, создаются неявные связи между объектами одного класса. Также статические переменные не обрабатываются сборщиком мусора и существуют до закрытия программы, поэтому в крупных приложениях статические поля могут «связать» ощутимый объем памяти, освобождаемый только при закрытии программы.

Тем не менее, статические поля, как и статические методы, используются достаточно широко. Рассмотрим следующий типичный пример.

Положим, мы хотим реализовать авторизацию пользователей, то есть управлять доступностью функциональных возможностей приложения в зависимости от роли текущего пользователя. Для этого в приложении фиксируется перечень возможностей ( features ) и при вызове соответствующих методов, выполняется проверка, разрешен ли текущему пользователю доступ к запрашиваемой функциональной возможности. В первом приближении мы могли бы задать уникальное название для каждой функциональной возможности и привязывать к текущему пользователю перечень строк – список разрешенных возможностей. Тогда авторизация могла бы выглядеть следующим образом:

Проблема этого решения в том, что легко допустить ошибку в написании названия функциональной возможности. Однако мы можем перечислить допустимые названия как открытые неизменяемые статические поля некоторого класса:

Мы можем пойти еще дальше, сохраняя в классе ACL не массив строк, а массив объектов Features :

В заключение, повторимся, что хотя механизм статических полей и методов широко применяется в современной практике объектно-ориентированного программирования, использовать эти возможности следует крайне осмотрительно. Дополнительные аргументы против статических методов и полей мы рассмотрим в последующих главах.

Вопросы и задания

Что такое статические методы, статические поля?

Верно ли говорить о статических классах или статических объектов? В чем их отличие (если верно) от неизменяемых классов и объектов?

Статический метод не имеет доступ к полям объекта, но имеет ли он доступ к полям объекта того же класса, переданного в параметрах этого метода?

Сравните следующие поля класса:

Когда происходит выделение памяти, создаются ли экземпляры полей для каждого экземпляра объекта, возможно ли изменение значений полей? Какие еще есть отличия между ними?

* Изучите механизм перечислений в C# ( enum ).

35. Отметим попутно, что шаблон «одиночка» в современной практике часто стремятся заменять на шаблон «инверсии управления».↩︎

Источник

Статические методы в Java(static methods)

В этой статье мы изучим статические методы в Java и сравним Static и Instance. Главное запомнить, что если вы применяете статическое ключевое слово с любым методом, оно называется статическим методом.

Что такое статические методы в Java?

Статические методы – это методы в Java, которые можно вызывать без создания объекта класса. Они задокументированы именем .
Статическое ключевое слово может использоваться с классом, переменной, методом и блоком. Статические члены принадлежат классу, а не конкретному экземпляру, это означает, что если вы сделаете член статическим, вы сможете получить к нему доступ без объекта. Давайте рассмотрим пример, чтобы понять это:

Здесь у нас есть статический метод myMethod(), мы можем вызвать этот метод без какого-либо объекта, потому что когда мы делаем член статическим, он становится уровнем класса. Если мы удалим ключевое слово static и сделаем его нестатичным, нам нужно будет создать объект класса для его вызова.

Статические члены являются общими для всех экземпляров (объектов) класса, но нестатические члены являются отдельными для каждого экземпляра класса.

Синтаксис

Он хранится в Permanent Generation, поскольку связывается с , где они находятся, а не с объектами этого класса. Тем не менее, их локальные переменные, а также передаваемый им аргумент(ы) находятся в стеке.

Пример использования статических методов в Java:

Вывод:
vaibhav
shadow

Статические переменные(static) и их значения (примитивы или ссылки) определяются внутри класса и хранятся в пространстве памяти PermGen.

Что если статическая переменная ссылается на объект?

static int i = 1;
static Object obj = new Object();

В первой строке значение, которое будет храниться в разделе PermGen. Во второй строке ссылка obj будет храниться в секции PermGen, а объект, на который она ссылается, будет храниться в секции heap.

Когда используются?

Что такое метод экземпляра Java?

Метод экземпляра Java – это способы, которыми можно создать объект класса, прежде чем он будет вызываться. Чтобы вызвать метод экземпляра, мы должны сделать объект из категории, в которой он определен.

Параметры(переданные им аргументы), а также их локальные переменные и возвращаемое значение выделяются в стеке.

Метод экземпляра или статический метод в Java?

Средняя оценка / 5. Количество голосов:

Или поделись статьей

Видим, что вы не нашли ответ на свой вопрос.

Источник

Статические методы

1. Статические методы

Кроме статических переменных, в классах могут быть и статические методы.

Обычные методы привязаны к объектам (экземплярам) класса и могут обращаться к обычным-переменным класса (а также к статическим переменным и методам ). Статические же методы привязаны к статическому объекту класса и могут обращаться только к статическим переменным и/или другим статическим методам класса.

А чтобы вызвать статический метод, достаточно чтобы просто существовал статический объект класса (который всегда существует после загрузки класса в память). Именно поэтому метод main() — статический. Он привязан к статическому объекту класса, для его вызова не нужно создавать никакие объекты.

Чтобы объявить метод статическим, нужно перед заголовком метода написать ключевое слово static. Общий вид этой конструкции такой:

Метод main вызывается Java-машиной командой вида: Solution.main() ;

Чтобы вызвать статический метод из другого класса, нужно указать имя класса перед именем статического метода. Общий вид этой конструкции такой:

2. Статические vs Обычные методы

Чем же отличаются статические методы от обычных?

Обычный метод имеет привязку к объекту — экземпляру класса, статический же метод такой привязки не имеет. Обычный метод может обращаться к переменным в своем экземпляре класса, статический — нет: у него просто нет никакого экземпляра класса, связанного с ним.

Отличия двух типов методов можно выразить в таблице:

Зачем такие методы нужны, если они так сильно ограничены? Все дело в том, что у такого подхода тоже есть свои преимущества.

Во-первых, чтобы обратиться к статическим методам и переменным, не надо передавать никакую ссылку на объект.

Во-вторых, иногда бывает нужно, чтобы переменная была в единственном экземпляре. Как, например, переменная System.out ( статическая переменная out класса System ).

И, в-третьих, иногда нужно вызвать метод еще до того, как будет возможность создавать какие-то объекты. Например, вызов метода main(), с которого начинается выполнение программы: его вызывает Java-машина до создания экземпляра класса.

Есть связь с экземпляром класса

Может вызывать обычные методы класса

Ну или представьте другой случай: в программе еще не создан ни один объект нашего класса. Статический метод класса можно вызвать? Да. А сможет этот статический метод вызвать обычный метод?

И у какого объекта он его вызовет? Ведь еще не существует ни одного экземпляра нашего класса!

Может вызывать статические методы класса

Статические методы можно вызывать откуда угодно — из любого места программы. А значит, их можно вызывать и из статических методов, и из обычных. Никаких ограничений тут нет.

Может обращаться к обычным переменным класса

Статический метод не знает, из какого экземпляра класса ему брать значения обычных переменных. У нас вообще легко может быть ситуация, когда статический метод вызван, а ни одного экземпляра класса еще создано в программе не было.

Поэтому статические методы не могут обращаться к обычным переменным класса.

Статический метод вызывает обычный метод, вот только у какого объекта он должен вызваться?

Может обращаться к статическим переменным класса

Ситуация с обращением к статическим переменным такая же, как и с обращениями к статическим методам. К статическим переменным можно обращаться из любого места в программе. А значит, можно обращаться из статических и обычных методов.

Может быть вызван у объекта

И статические, и обычные методы можно вызывать у объекта. Обычный метод можно, потому что только у объекта его вызвать и можно. Статический метод тоже можно вызывать у объекта: при этом компилятор сам определит тип переменной и вызовет статический метод по ее типу:

Может быть вызван у класса

Источник