静态字段和 静态方法

在一个class中定义的字段，我们称为实例字段。实例字段的特点是，每个实例都有独立的字段，各个实例的同名字段互不影响。
还有一种字段，是用static修饰的字段，称为静态字段：static field。
实例字段在每个实例中都有自己的一个独立“空间”，但是静态字段只有一个共享“空间”，所有实例都会共享该字段。例如：

class Person {
    public String name;
    public int age;
    // 定义静态字段number:
    public static int number;
}

我们来看看下面的代码:

// static field
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person ming = new Person("Xiao Ming", 12);
        Person hong = new Person("Xiao Hong", 15);
        ming.number = 88;
        System.out.println(hong.number);
        hong.number = 99;
        System.out.println(ming.number);
    }
}

class Person {
    public String name;
    public int age;

    public static int number;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}
//88
//99

image.png

Person.number = 99;
System.out.println(Person.number);

静态方法

有静态字段，就有静态方法。用static修饰的方法称为静态方法。
调用实例方法必须通过一个实例变量，而调用静态方法则不需要实例变量，通过类名就可以调用。静态方法类似其他编程语言的函数。例如：

// static method
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person.setNumber(99);
        System.out.println(Person.number);
    }
}

class Person {
    public static int number;

    public static void setNumber(int value) {
        number = value;
    }
}

通过静态方法属于class而不属于实例，因此，静态方法内部，无法访问this变量，也无法访问实例字段，它只能访问静态字段。
通过实例变量也可以调用静态方法，但这只是编译器自动帮我们把实例改写成类名而已。
通常情况下，通过实例变量访问静态字段和静态方法，会得到一个编译警告。
静态方法经常用于工具类。例如：

• Arrays.sort()
• Math.random()
  静态方法也经常用于辅助方法。注意到Java 程序的入口main()也是静态方法。

接口的静态字段

因为interface是一个纯抽象类，所以它不能定义实例字段。但是，interface是可以有静态字段的，并且静态字段必须为final类型：

public interface Person {
    public static final int MALE = 1;
    public static final int FEMALE = 2;
}

实际上，因为interface的字段只能是public static final类型，所以我们可以把这些修饰符都去掉，上述代码可以简写为：

public interface Person {
    // 编译器会自动加上public statc final:
    int MALE = 1;
    int FEMALE = 2;
}

编译器会自动把该字段变为public static final类型。
小结：

• 静态字段属于所有实例“共享”的字段，实际上是属于class的字段；
• 调用静态方法不需要实例，无法访问this,但可以访问静态字段和其他静态方法；
• 静态方法常用于工具类和辅助方法。

包

在前面的到代码中,我们把类和接口命名为Person、Student、Hello等简单名字。
在现实中，如果小明写了一个Person类，小红也写了一个Person类，现在，小白既想用小明的Person，也想用小红的Person，怎么办？
如果小军写了一个Arrays类，恰好JDK也自带了一个Arrays类，如何解决类名冲突？
在Java中，我们使用package来解决名字冲突。
Java定义了一种名字空间，称之为包：package.一个类总是属于某个包，类名（比如Person）只是一个简写，真正的完整类名是包名.类名。
例如：

image.png

package ming; // 申明包名ming

public class Person {
}

小军的Arrays.java文件：

package mr.jun; // 申明包名mr.jun

public class Arrays {
}

在Java虚拟机执行的时候，JVM只看完整类名，因此，只要包名不同，类就不同。
包可以是多层结构，用.隔开，例如：java.util。

image.png

image.png

image.png

javac -d ../bin ming/Person.java hong/Person.java mr/jun/Arrays.java

在IDE中，会自动根据包结构编译所有Java源码，所以 不必担心使用命令行编译的复杂命令。

包作用域

位于同一个包的类，可以访问包作用域的字段和方法。不用public、protected、private修饰的字段和方法就是包作用域。例如，Person类定义在hello包下面：

package hello;

public class Person {
    // 包作用域:
    void hello() {
        System.out.println("Hello!");
    }
}

Main类也定义在hello包下面：

package hello;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        p.hello(); // 可以调用，因为Main和Person在同一个包
    }
}

import

在一个class中，我们总会引用其他的class.例如,小明的ming.Person类，如果要引用小军的mr.jun.Arrays类，他有三种写法：
第一种，直接写出完整类名，例如：

//// Person.java
package ming;

public class Person {
    public void run() {
        mr.jun.Arrays arrays = new mr.jun.Arrays();
    }
}

很显然，每次写完整类名比较痛苦。
因此，第二种写法是用import语句，导入小军的Arrays,然后写简单类名：

// Person.java
package ming;

// 导入完整类名:
import mr.jun.Arrays;

public class Person {
    public void run() {
        Arrays arrays = new Arrays();
    }
}

在写import的时候，可以使用*，表示把这个包下面的所有class都导入进来（但不包括子包的class）：

// Person.java
package ming;

// 导入mr.jun包的所有class:
import mr.jun.*;

public class Person {
    public void run() {
        Arrays arrays = new Arrays();
    }
}

我们一般不推荐这种写法，因为在导入了多个包后，很难看出Arrays类属于哪个包。
还有一种import static的语法，它可以导入一个类的静态字段和静态方法：

package main;

// 导入System类的所有静态字段和静态方法:
import static java.lang.System.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 相当于调用System.out.println(…)
        out.println("Hello, world!");
    }
}

import static很少使用。
Java编译器最终编译出的.class文件只使用完整类名，因此，在代码中，当编译器遇到一个class名称时：

• 如果是完整类名，就直接根据完整类名查找这个class;
• 如果是简单类名，按下面的顺序依次查找：

1. 查找当前package是否存在这个class;
2. 查找import的包是否包含这个class;
3. 查找java.lang包是否包含这个class。
   如果按照上面的规则还无法确定类名，则编译报错。
   我们来看一下例子：

// Main.java
package test;

import java.text.Format;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.List list; // ok，使用完整类名 -> java.util.List
        Format format = null; // ok，使用import的类 -> java.text.Format
        String s = "hi"; // ok，使用java.lang包的String -> java.lang.String
        System.out.println(s); // ok，使用java.lang包的System -> java.lang.System
        MessageFormat mf = null; // 编译错误：无法找到MessageFormat: MessageFormat cannot be resolved to a type
    }
}

因此，编写class的时候，编译器会自动帮我们做两个import动作：

• 默认自动import当前package的其他class;
• 默认自动import java.lang.*。
  
  image.png
  
  如果有两个class名称相同，例如，mr.jun.Arrays和java.util.Arrays,那么只能import其中一个，另一个必须写完完整类名。

最佳实践

为了避免名字冲突，我们需要确定唯一的包名。推荐的做法是使用倒置的域名来确保唯一性。例如：

• org.apache
• org.apache.commons.log
• com.liaoxuefeng.sample
  子包就可以根据功能自行命名。
  要注意不要和java.lang包的类重名，即自己的类不要使用这些名字：
• String
• System
• Runtime
• ....
  要注意也不要和JDK常用类重名：
• java.util.List
• java.text.Format
• java.math.BigInteger
• ......

小结：

• Java内建的package机制是为了避免class命名冲突；
• JDK的核心类使用java.lang包，编译器会自动导入；
• JDK的其它常用类定义在java.util.*,java.math.*,java.text.*,.......；
  -包名推荐使用倒置的域名，例如org.apache