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详解Java编程中protected修饰符与static修饰符的作用

2016-01-14 08:45:08 作者：zhangjunhd

这篇文章主要介绍了Java编程中protected关键字与static关键字的作用,是Java入门学习中的基础知识,需要的朋友可以参考下

protected
来谈谈protected访问权限问题。看下面示例1：
Test.java

class MyObject {}
 
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    MyObject obj = new MyObject();
    obj.clone(); // Compile error.
  }
}

此时出现上文提到的错误：The method clone from the type Object is not visiuable.
我们已经清楚Object.clone()是protected方法。这说明，该方法可以被同包（java.lang）下和它（java.lang.Object）的子类访问。这里是MyObject类（默认继承java.lang.Object）。
同样Test也是java.lang.Object的子类。但是，不能在一个子类中访问另一个子类的protected方法，尽管这两个子类继承自同一个父类。
再看示例2：
Test2.java

class MyObject2 {
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
  }
}
 
public class Test2 {
  public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    MyObject2 obj = new MyObject2();
    obj.clone(); // Compile OK.
  }
}

这里，我们在MyObject2类中覆盖（override）父类的clone（）方法，在另一个类Test2中调用clone（）方法，编译通过。
编译通过的原因显而易见，当你在MyObject2类中覆盖clone（）方法时，MyObject2类和Test2类在同一个包下，所以此protected方法对Test2类可见。
分析到这里，我们在回忆一下Java中的浅复制与深复制文中，章节2.2中的声明，②在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public。现在明白这句话的原因了吧（为了让其它类能调用这个类的clone()方法，重载之后要把clone()方法的属性设置为public）。
下面再来看示例3：
Test3.java

package 1
class MyObject3 {
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
  }
}
 
package 2
public class Test3 extends MyObject3 {
  public static void main(String args[]) {
    MyObject3 obj = new MyObject3();
    obj.clone(); // Compile error.
    Test3 tobj = new Test3();
    tobj.clone();// Complie OK.
  }
}

这里我用Test3类继承MyObject3，注意这两个类是不同包的，否则就是示例2的情形。在Test3类中调用Test3类的实例tobj的clone（）方法，编译通过。而同样调用MyObject3类的实例obj的clone（）方法，编译错误！
意想不到的结果，protected方法不是可以被继承类访问吗？
必须明确，类Test3确实是继承了类MyObject3（包括它的clone方法），所以在类Test3中可以调用自己的clone方法。但类MyObject3的protected方法对其不同包子类Test3来说，是不可见的。
这里再给出《java in a nutshell》中的一段话：
protected access requires a little more elaboration. Suppose class A declares a protected field x and is extended by a class B, which is defined in a different package (this last point is important). Class B inherits the protected field x, and its code can access that field in the current instance of B or in any other instances of B that the code can refer to. This does not mean, however, that the code of class B can start reading the protected fields of arbitrary instances of A! If an object is an instance of A but is not an instance of B, its fields are obviously not inherited by B, and the code of class B cannot read them.
顺便说两句，国内的很多Java书籍在介绍访问权限时，一般都这样描述（形式各异，内容一致）：
方法的访问控制：

2016113194143160.png (581×147)

static
1．关键字static（先记住这些，再往下看）
1）静态方法和静态变量是属于某一个类，而不属于类的对象。
2）静态方法和静态变量的引用直接通过类名引用。
3）在静态方法中不能调用非静态的方法和引用非静态的成员变量。反之，则可以。
4）静态变量在某种程序上与其他语言的全局变量相类似，如果不是私有的就可以在类的外部进行访问。
2．何时使用static
在我们创建一个类的实例时（对象），通常使用new方法，这样这个类的数据空间才会被创建，其方法才能被调用。
但是，有时候我们希望一个类虽然可以被创建n个对象（显然这n个对象的数据空间是不相同的），但这n个对象的某些数据是相同的，即不管这个类有多少的实例，这些数据对这些实例而言之有一份内存拷贝（见示例1）。这是静态变量的情形。
另一种情形是，你希望某个方法不与包含它的类的任何对象关联在一起。也就是说，即使没有创建对象，也能够调用这个方法。static 方法的一个重要用法就是在不创建任何对象的前提下，就可以调用它（见示例2）。这是静态方法的情形。
还有一种特殊的用法出现在内部类中，通常一个普通类不允许声明为静态的，只有一个内部类才可以。这时这个声明为静态的内部类可以直接作为一个普通类来使用，而不需实例一个外部类（见示例3）。这是静态类的情形。
示例1

public class TStatic {
  static int i;
 
  public TStatic() {
    i = 4;
  }
 
  public TStatic(int j) {
    i = j;
  }
 
  public static void main(String args[]) {
    System.out.println(TStatic.i);
    TStatic t = new TStatic(5); // 声明对象引用，并实例化。此时i=5
    System.out.println(t.i);
    TStatic tt = new TStatic(); // 声明对象引用，并实例化。此时i=4
    System.out.println(t.i);
    System.out.println(tt.i);
    System.out.println(t.i);
  }
}

结果：

static变量在类被载入时创建，只要类存在，static变量就存在。它们在定义时必须进行初始化。上例中没有初始化i,所以会得到默认的初始值0。static的变量的初始化仅能一次，static变量只是接受了最后一次的初始化。
实际这还是多个实例共享一个静态的变量的问题。

示例2
未声明为static

class ClassA {
  int b;
 
  public void ex1() {}
 
  class ClassB {
    void ex2() {
      int i;
      ClassA a = new ClassA();
      i = a.b; // 这里通过对象引用访问成员变量b
      a.ex1(); // 这里通过对象引用访问成员函数ex1
    }
  }
}

声明为static

class ClassA {
  static int b;
 
  static void ex1() {}
}
 
class ClassB {
  void ex2() {
    int i;
    i = ClassA.b; // 这里通过类名访问成员变量b
    ClassA.ex1(); // 这里通过类名访问成员函数ex1
  }
}

在使用静态方法时要注意，在静态方法中不能调用非静态的方法和引用非静态的成员变量（在static方法中也不能以任何方式引用this或super）。理由很简单，对于静态的东西，JVM在加载类时，就在内存中开辟了这些静态的空间（所以可以直接通过类名引用），而此时非静态的方法和成员变量所在的类还没有实例化。
所以如果要使用非静态的方法和成员变量，可以直接在静态方法中实例化该方法或成员变量所在的类。public static void main就是这么干的。

示例3

public class StaticCls {
  public static void main(String[] args) {
    OuterCls.InnerCls oi = new OuterCls.InnerCls();// 这之前不需要new一个OuterCls
  }
}
 
class OuterCls {
  public static class InnerCls {
    InnerCls() {
      System.out.println("InnerCls");
    }
  }
}

结果：

InnerCls

3．静态初始化
static定义的变量会优先于任何其它非static变量，不论其出现的顺序如何。静态代码块（在“static{”后面跟着一段代码），是用来进行显式的静态变量初始化，这段代码只会初始化一次，且在类被第一次装载时。看下面示例。

class Value {
  static int c = 0;
 
  Value() {
    c = 15;
  }
 
  Value(int i) {
    c = i;
  }
 
  static void inc() {
    c++;
  }
}
 
class Count {
  public static void prt(String s) {
    System.out.println(s);
  }
 
  Value v = new Value(10);
 
  static Value v1, v2;
  static {
    prt("in the static block of calss Count v1.c=" + v1.c + " v2.c="
       + v2.c);
    v1 = new Value(27);
    prt("in the static block of calss Count v1.c=" + v1.c + " v2.c="
       + v2.c);
    v2 = new Value();
    prt("in the static block of calss Count v1.c=" + v1.c + " v2.c="
       + v2.c);
  }
}
 
public class TStaticBlock {
  public static void main(String[] args) {
    Count ct = new Count();
    Count.prt("in the main:");
    Count.prt("ct.c=" + ct.v.c);
    Count.prt("v1.c=" + Count.v1.c + " v2.c=" + Count.v2.c);
    Count.v1.inc();
    Count.prt("v1.c=" + Count.v1.c + " v2.c=" + Count.v2.c);
    Count.prt("ct.c=" + ct.v.c);
  }
}

结果：

in the static block of calss Count v1.c=0 v2.c=0
in the static block of calss Count v1.c=27 v2.c=27
in the static block of calss Count v1.c=15 v2.c=15
in the main:
ct.c=10
v1.c=10 v2.c=10
v1.c=11 v2.c=11
ct.c=11

不管是v,v1还是v2，它们操作的成员变量都是同一个静态变量c。
在类Count中先初始化v1，v2（static Value v1, v2;），再初始化静态代码块（static{}），最后初始化v。

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