Что такое статический класс java

Статический класс Java

Статический класс Java. Статический класс в java. статический вложенный класс в примере кода java. пример статического вложенного класса java, пример кода статического класса

Сегодня мы рассмотрим статический класс java. Это хороший вопрос для собеседования, чтобы проверить ваши знания о вложенных классах в java.

Java не допускает статические классы верхнего уровня, например, если мы попытаемся сделать класс статичным, как показано ниже.

Java не допускает статические классы верхнего уровня, например, если мы попытаемся сделать класс статичным, как показано ниже.

Мы получаем следующую ошибку компиляции.

Статический класс Java

Итак, возможно ли иметь статический класс в java?

Да, java поддерживает вложенные классы, и они могут быть статическими. Эти статические классы также называются статическими вложенными классами.

Статический вложенный класс Java может обращаться только к статическим членам внешнего класса. Статический вложенный класс ведет себя аналогично классу верхнего уровня и вложен только для удобства упаковки.

Экземпляр статического вложенного класса может быть создан, как показано ниже.

Пример статического класса Java

Давайте рассмотрим пример статического класса java и посмотрим, как мы можем использовать его в java-программе.

Теперь давайте посмотрим, как создать экземпляр и использовать статический вложенный класс.

Файл статического класса Java

Преимущества статического класса Java

Единственное преимущество, о котором я мог подумать, – это инкапсуляция. Если статический вложенный класс работает только с внешним классом, то мы можем сохранить вложенный класс как статический, чтобы держать их рядом.

Источник

10 заметок о модификаторе Static в Java

Статические поля

Статический блок

Статический метод

Статический класс в Java

Что должен знать каждый программист о модификаторе Static в Java

Вы НЕ можете получить доступ к НЕ статическим членам класса, внутри статического контекста, как вариант, метода или блока. Результатом компиляции приведенного ниже кода будет ошибка:

В отличие от локальных переменных, статические поля и методы НЕ потокобезопасны (Thread-safe) в Java. На практике это одна из наиболее частых причин возникновения проблем связанных с безопасностью мультипоточного программирования. Учитывая что каждый экземпляр класса имеет одну и ту же копию статической переменной, то такая переменная нуждается в защите — «залочивании» классом. Поэтому при использовании статических переменных, убедитесь, что они должным образом синхронизированы (synchronized), во избежание проблем, например таких как «состояние гонки» (race condition).

Статические методы имеют преимущество в применении, т.к. отсутствует необходимость каждый раз создавать новый объект для доступа к таким методам. Статический метод можно вызвать, используя тип класса, в котором эти методы описаны. Именно поэтому, подобные методы как нельзя лучше подходят в качестве методов-фабрик ( factory ), и методов-утилит ( utility ). Класс java.lang.Math — замечательный пример, в котором почти все методы статичны, по этой же причине классы-утилиты в Java финализированы ( final ).

Другим важным моментом является то, что вы НЕ можете переопределять ( Override ) статические методы. Если вы объявите такой же метод в классе-наследнике ( subclass ), т.е. метод с таким же именем и сигнатурой, вы лишь «спрячете» метод суперкласса ( superclass ) вместо переопределения. Это явление известно как сокрытие методов ( hiding methods ). Это означает, что при обращении к статическому методу, который объявлен как в родительском, так и в дочернем классе, во время компиляции всегда будет вызван метод исходя из типа переменной. В отличие от переопределения, такие методы не будут выполнены во время работы программы. Рассмотрим пример:

Внутри родительского класса/статического метода

Модификатор static также может быть объявлен в статичном блоке, более известным как «Статический блок инициализации» ( Static initializer block ), который будет выполнен во время загрузки класса. Если вы не объявите такой блок, то Java соберёт все статические поля в один список и выполнит его во время загрузки класса. Однако, статичный блок НЕ может пробросить перехваченные исключения, но может выбросить не перехваченные. В таком случае возникнет «Exception Initializer Error». На практике, любое исключение возникшее во время выполнения и инициализации статических полей, будет завёрнуто Java в эту ошибку. Это также самая частая причина ошибки «No Class Def Found Error», т.к. класс не находился в памяти во время обращения к нему.

Полезно знать, что статические методы связываются во время компиляции, в отличие от связывания виртуальных или не статических методов, которые связываются во время исполнения на реальном объекте. Следовательно, статические методы не могут быть переопределены в Java, т.к. полиморфизм во время выполнения не распространяется на них. Это важное ограничение, которое необходимо учитывать, объявляя метод статическим. В этом есть смысл, только тогда, когда нет возможности или необходимости переопределения такого метода классами-наследниками. Методы-фабрики и методы-утилиты хорошие образцы применения модификатора static. Джошуа Блох выделил несколько преимуществ использования статичного метода-фабрики перед конструктором, в книге «Effective Java», которая является обязательной для прочтения каждым программистом данного языка.

На этом всё. Все вышеперечисленные пункты о модификаторе static в Java обязан знать каждый программист. В данной статье была рассмотрена базовая информация о статических переменных, полях, методах, блоках инициализации и импорте. В том числе некоторые важные свойства, знание которых является критичным при написании и понимании программ на Java. Я надеюсь, что каждый разработчик доведёт свои навыки использования статических концептов до совершенства, т.к. это очень важно для серьёзного программирования.»

Источник

Внутренние и вложенные классы java. Часть 1

Внутренние и вложенные классы java. Часть 1

02.03.2017 — 2019 год

Цель статьи: Рассказать о внутренних, вложенных, локальных, анонимных классах. Показать примеры их использования. Написать и протестировать классы в коде на java. Рассказать о свойствах этих классов. Материал предназначен для лучшего понимания безымянных классов, лямбда выражений, адаптеров и многопоточности. То есть перед их изучением.

Небольшое вступление. Предлагаю вашему вниманию цикл из трех статей.
В них я рассказываю о внутренних, вложенных, локальных, анонимных классах. Речь идет о терминологии и применении. Для этих статей я написал довольно много кода.
Это учебный код, а не руководство к действию. То есть сам код я написал для лучшего понимания. Также я постарался объяснить работу учебного кода. На написание данной публикации, ушло довольно много времени. Публикация состоит из трех частей. Прошу отнестись с пониманием.

Для лучшего изучения материала у вас должна быть некоторая подготовка.
То есть вам нужно знать: синтаксис языка java, область видимости переменных, классы, статические и нестатические члены класса, создание экземпляров класса, наследование, модификаторы доступа.

Начнем с того, что же такое внутренние и вложенные классы. Посмотрим терминологию, встречающуюся в документации и литературе:

В Java существуют 4 типа вложенных (nested) классов:

Существуют четыре категории вложенных классов:

Попытаемся разобраться, что же это такое.

Начнем немного отдаленно, так как всё это имеет непосредственное отношение к нашим вопросам. Вспомним объектно-ориентированное программирование. Отношения композиции и наследования.

В своей книге «Java 2 Руководство разработчика» Майкл Морган очень хорошо и подробно описывает взаимосвязи классов и объектов. Мы рассмотрим некоторые из них. Взаимосвязь «это — есть — то» выражается наследованием, а взаимосвязь «имеет часть» описывается композицией.

В наших примерах мы в основном рассматриваем композицию. Так как вложенные классы — это и есть часть чего-то. То есть у нас есть класс оболочка и вложенный класс определенный внутри класса оболочки. Пример композиции: машина имеет двигатель, двери, 4 колеса, корпус. И мы можем описать машину с помощью внутренних (Inner) классов.

Пример такого использования вы можете найти в книге Брюса Эккеля «Философия Java»

Есть некоторое предупреждение автора по использованию кода в таком виде:

Так как композиция объекта является частью проведенного анализа задачи (а не
просто частью реализации класса), объявление членов класса открытыми, помогает программисту-клиенту понять, как использовать класс, и упрощает создателю написание кода. Однако нужно помнить, что описанный случай является особым, и в основном поля класса нужно объявлять как private.

Выше я не случайно упомянул наследование и композицию. Это напрямую относится к дальнейшему материалу.

Статические вложенные классы

Определение вложенных классов:

Класс называется вложенным (nested), если он определен внутри другого класса.

То есть класс просто определен внутри другого, даже не важно статически определен или не статически. Вложенный класс создается для того, чтобы обслуживать окружающий его класс. Если вложенный класс оказывается полезен в каком-либо ином контексте, он должен стать классом верхнего уровня.

Вложенные классы применяются в тех случаях, когда нужно написать небольшой вспомогательный код для другого класса. Вложенный класс создают также, чтобы скрыть его переменные и методы от внешнего мира. Таким образом, вложенный класс еще один элегантный способ ограничения области видимости. Внутренние классы также есть смысл использовать, если предполагается, что они будут использовать элементы родителя, чтобы не передавать лишнего в конструкторах.

Пример вложенного класса вы можете увидеть в документации Оракле:

У нас нет, пока что, никакого контекста использования данной конструкции. С таким же успехом вложенный класс мы можем назвать вместо: «Вложенный класс» (NestedClass) — «Внутренний класс» InnerClass. Далее будем разбираться, в чем же отличия, и в каких контекстах используются классы. Брюс Эккель пишет в книге «Философия Java» так:

«Класс называется вложенным (nested), если он определен внутри другого класса»

Документацию Oracle вы можете посмотреть по этой ссылке: >>>

Существует четыре категории вложенных классов:

Причины использования вложенных классов такие. Если класс полезен только для одного другого класса, то вполне логично встроить его в этот класс и хранить их вместе. Использование вложенных классов увеличивает инкапсуляцию. Рассмотрим два класса верхнего уровня, A и B, где B нужен доступ к членам, которые иначе были бы объявлены закрытыми.

Скрывая класс «B» в пределах класса «А», члены класса «А» могут быть объявлены закрытыми, и «B» может получить доступ к ним. Кроме того, сам «B» может быть скрыт от внешнего мира.

Продемонстрируем это в коде:

Использование вложенных классов приводит к более читабельному и поддерживаемому коду: Размещение класса ближе к тому месту, где он будет использован, делает код более читабельным.

Статические Вложенные Классы
Static Nested Classes

Причины использования статических вложенных классов такие.

Для случая, когда связь между объектом вложенного класса и объектом внешнего класса не нужна, можно сделать вложенный класс статическим(static).

Так как внутренний класс связан с экземпляром, он не может определить в себе любые статические члены.

Статические вложенные классы не имеют ограничений по объявлению своих данных и полей как static.

Из вложенного статического класса мы не имеем доступа к внешней не статической переменной внешнего класса.

Приведенный ниже код демонстрирует это:

Вывод: Мы не имеем доступа к не статическому полю внешнего класса, через статический контекст вложенного класса. Это подобно тому, как мы не имеем доступа из статического метода к нестатическим переменным класса. Точно также из статического вложенного класса мы не имеем доступа к нестатическим переменным внешнего класса.

Но мы имеем доступ к приватным статическим полям внешнего класса из вложенного статичного класса.

Приведенный ниже фрагмент кода демонстрирует это:

В этом примере кода мы создали экземпляр внутреннего класса с именем «nestedObj».
То есть мы получаем доступ к приватной статической переменной внешнего класса, через экземпляр внутреннего класса. В контексте экземпляра связанного с внешним классом, у нас получился внутренний класс.

Майкл Морган. «Java 2. Руководство разработчика» ISBN 5-8459-0046-8
Брюс Эккель. «Философия Java.» ISBN 5-272-00250-4
Герберт Шилдт «Java. Полное руководство. 8-е издание.» ISBN: 978-5-8459-1759-1

Все вопросы, комментарии, дополнения, критика приветствуются.

Продолжение следует…
Часть 2 >>>

Если у вас есть возможность, вам пригодилось, и вы можете помочь, то нажмите кнопку поддержать автора материально.

Источник

Статические классы

1. Внутренние классы

Недавно вы узнали, что бывают статические переменные и статические методы, но, оказывается, бывают еще и статические классы. Но начнем немного издалека.

В языке Java вполне можно объявлять классы внутри классов. И даже классы внутри классов, которые внутри классов внутри классов. Выглядит это все очень просто:

Просто объявляем один класс внутри другого — и все.

Внутренние классы бывают статические и нестатические. Статические классы еще называют вложенными ( static nested class ), нестатические просто называют внутренними классами ( inner class ).

2. Статические классы

Статические вложенные классы можно использовать вне своего родительского класса. Если у такого класса стоит модификатор доступа public, его можно использовать в любом месте программы. Такие классы фактически ничем не отличаются от любого обычного класса. Хотя есть пара отличий.

Имя класса

Если вы хотите обратиться к статическому вложенному классу не из его класса-родителя, а из другого места в программе, вам нужно будет указать имя класса: оно состоит из имени класса родителя и имени вложенного класса. Общий вид этого имени такой:

Если вложенный класс имеет свой вложенный класс, их имена просто склеиваются через точку.

Создание объекта

Создать объект вложенного статического класса очень легко. Выглядит это так:

Все, как и с обычными классами, только имя двойное.

Обращение к статическим методам

Если у статического класса есть статические методы, обращаться к ним можно точно так же, как к статическим методам обычных классов (только имя класса теперь двойное).

Обращение к статическим переменным

Обращаться к публичным статическим переменным вложенного класса тоже легко:

3. Особенности статических классов

Статические внутренние классы меньше всего стоило бы называть статическими. Они ведут себя точно так же, как обычные классы. Никаких ограничений на обращение к ним из нестатических методов нет.

Если вы работаете с внутренним статическим классом внутри его класса-родителя, вообще не заметите никакой разницы с тем, если бы этот внутренний класс был бы самым обычным классом (не вложенным и не статическим).

Если вы возьмете какой-то вложенный статический класс и вынесете его из его класса родителя, все, что изменится, так это то, что новый класс потеряет способность обращаться к private static переменным и методам бывшего класса-родителя.

Ну а если разобраться, что тут удивительного? Модификатор private прямо говорит, что к переменным и методам, обозначенным этим модификатором, можно обращаться только изнутри их класса. Внутренний статический класс находится внутри класса-родителя? Да, тогда никаких проблем: обращайтесь сколько хотите.

Источник

Что такое статический класс java

Ключевое слово static в Java

Например, у него может быть цвет, материал изготовления, форма, он может состоять также из более мелких узлов(вспомогательных приборов) и т.д

Все это является свойствами объекта, они уникальны и для каждого прибора они свои.

Работая с объектом мы используем эти свойства, изменяем их и реагируем на поведение объекта.

При этом, все эти изменения затрагивают только тот массив, с которым мы работаем сейчас и никак не влияют на другие.

Однако иногда возникают ситуации, когда необходимо, чтобы некоторое поле или метод мы могли использовать либо без создания объекта, либо чтобы это свойство или метод было общим для всех объектов.

В качестве примера, рассмотрим метод, который печатает в консоль число, которое передается аргументом в этот метод:

Т.е такой метод не связан с объектом класса, он связан только с классом, в котором объявлен.

А раз он не связан с объектом, то и объект, для использования этого метода, не нужен. Нужен только класс, в котором объявлен этот метод.

Указав модификатор static у поля или метода класса, вы тем самым говорите: это поле или метод принадлежат именно классу.

Если поле или метод принадлежит классу, то для всех объектов класса это поле или метод будет одно, так как оно уже не принадлежит объекту. При этом изменение этого поля у одного объекта влечет его изменение у всех объектов.

Грубо говоря, если вы объявляете поле класса статическим, то вы как бы расшариваете это поле для всех объектов.

Представьте себе документ, который редактирует несколько пользователей. Если один из пользователй изменяет какое-то слово или абзац, то документ меняется у всех пользователей.

Это довольно логично, так как экземпляра объекта класса может еще не быть, поэтому доступа до переменной count нет.

Вообще говоря, static крайне плохо ложится на ООП парадигму и в идеале надо стараться свести использование static методов и изменяемых переменных к минимуму.

Где используется static

Ключевое слово static может быть использовано при объявлении:

Статические методы принадлежат классу, а значит, для их использования не нужно создавать экземпляр объекта класса.

Чаще всего можно задуматься о том, чтобы сделать метод статическим только в том случае, если весь контекст для его работы передается в аргументах.

Для того, чтобы извлечь корень из числа, вам не нужно ничего, кроме самого числа. То же самое и с возведением в степень.

Если же для работы статического метода передаваемых ему аргументов недостаточно, то это верный признак того, что стоит крепко задуматься: «А должен ли он вообще быть статическим?».

Статические методы применяются также при использовании factory и builder паттернов.

Подробнее об этом в Паттерны.

Создание экземпляров объектов

Статические методы часто используются еще и для создания экземпляров объектов, в зависимости от каких-то условий, для добавления промежуточной логики в создание объекта и т.д

Обычно внутри таких методов добавляется еще какая-то логика или оптимизация.

Наиболее часто используемые значения также кешируются.

Представим для примера, что мы хотим посчитать количество созданных экзмепляров класса:

Но в основном статические поля используются для создания констант:

Про константы и их оформление можно прочесть вот тут.

Статические блоки кода

Инициализация статического блока кода выполняется на этапе загрузки класса, грубо говоря, в момент первого к нему обращения. Благодаря этому статические блоки кода используются тогда, когда необходимо выполнить какую-то логику еще до создания экземпляра объекта.

С небольшой оговоркой можно считать, что это конструктор для всего класса.

Как уже было сказано выше, статический блок выполняется на этапе загрузки класса и выполняется только один раз.

Выглядит синтаксис статического блока вот так:

Статических блоков может быть несколько, их выполнение будет происходить в порядке объявления.

Статические блоки можно использовать для инициализации статических полей, например:

Т.е у нас есть некоторый каталог и есть данные для заполнения.

Для этого мы и использовали статический блок кода, и он выполнился ровно один раз при иницализации класса, тем самым мы один раз заполнили наш каталог и далее можем его использовать.

Так вот, загрузку драйвера как раз делают в статическом блоке:

Подробнее о порядке выполнения кода при инициализации класса: Порядок инициализации полей класса в Java.

Статические вложенные классы

В Java можно объявить класс внутри другого класса.

Для иллюстрации вышесказанного:

Понятно, что nested класссы принадлежат outer классу, в то время как inner классы принадлежат уже экземпляру объекта класса.

Зачем же вообще нужны nested классы?

Например, вы пишите реализацию связного списка.

Логично, что исходя из этого делать отдельный public класс излишне.

Объявив же в такой ситуации вложенный класс, вы добьетесь сразу нескольких преимуществ:

Логически сгруппируете классы, которые используются в одном месте

Если класс полезен только для одного стороннего класса, то логично ввести его в этот класс и поддерживать вместе.

Это способ привести код к более читабельному и поддерживаемому виду.

Достигается это тем, что вы можете объявить вложенный класс ближе к месту использования и скрыть его от использования в других классах.

Это увеличивает инкапсуляцию.

Если вложенный класс используется только внутри стороннего класса, логично скрыть его и использовать лишь внутри. Аналогично с тем, как мы объявляем private поля.

Подробнее о вложенных классах: Вложенные классы в Java.

Как стоит обращаться к статическим полям или методам

Если коротко, то раз поле или метод принадлежит классу, то и обращаться к нему необходимо через имя класса.

Если нужны подробности, то давайте посмотрим на следующий класс, содержащий статическое поле:

Мы хотим обратиться к этому полю, и возникает вопрос: как правильно это сделать?

Есть два рабочих варианта:

Так вот, сразу скажу: забудьте про первый вариант. Да, он рабочий, но делать так не стоит. Более того, это глупо!

Вспомните, что статические поля принадлежат не экземпляру объекта класса, а самому классу. Так зачем вам объект?

Для закрепления приведу следующий пример:

Возьмем класс, описанный выше, и ответим на вопрос: что будет, если мы выполним следующий код:

Ведь мы обращаемся к полю, которое принадлежит классу! А значит обращение будет не к объекту экземпляра, и код, который выполнится будет равнозначен выполнению:

Т.е даже если вы будете обращаться к полю или методу, которое является статическим, через объекты экземпляров, компилятор все равно будет вас исправлять.

Запомните следующее: обращение к статическим методам и полям осуществляется только через имя класса.

Еще один интересный момент состоит в том, что статический метод нельзя переопределить.

Т.е при работе с статическими методами override невозможен.

Если вы объявите один и тот же метод в классе-наследнике и в родительском классе, т.е. метод с таким же именем и сигнатурой, вы лишь спрячете метод родительского класса, но не переопределите.

При обращении к статическому методу, который объявлен как в родительском, так и в классе-наследнике, во время компиляции всегда будет вызван метод исходя из типа ссылки, по которой идет обращение к такому полю или методу.

Данный пример непрозрачно намекает, что использовать статические методы при наследовании не стоит.

При таком подходе вы легко можете допустить ошибку и не заметить ее, так как все примеры прекрасно компилируется.

Что еще надо знать про static модификатор в Java

После десериализации новый объект будет содержать его первичное значение.

Ключевое слово static может быть использовано при объявлении:

Чаще всего оно применяется для первых двух случаев.

Источник