类数据与类方法

static 数据成员

有一些数据用于表述类的状态。比如 Human 类，我们可以用“人口”来表示 Human 类的对象的总数。“人口”直接描述类的状态，而不是某个对象。

类的所有对象共享“人口”数据。这样的数据被称为 类数据成员（class field）。

在类定义中，我们利用 static 关键字，来声明类数据成员，比如：

class Human
{   
    public Human(int h)
    {
        this.height = h;
    }

    public int getHeight()
    {
       return this.height;
    }

    public void growHeight(int h)
    {
        this.height = this.height + h;
    }

    public void breath()
    {
        System.out.println("hu...hu...");
    }

    private int height; 

    // 类方法
    public static int getPopulation()
    {
        return Human.population;
    }

    // 类数据成员
    private static int population;
    private static boolean is_mammal = true;
}

我们定义了两个类数据成员：population 和 is_mammal。所有 Human 对象都共享一个 population 数据（这里默认为 0）；任意Human 对象的 is_mammal （是哺乳动物）的属性都为 true。

类数据成员同样要设置访问权限。对于声明为 public 的类数据成员，可以利用 class.field 的方式或者 object.field（如果存在该类的对象）的方式从外部直接访问。这两种访问方式都是合理的，因为类数据成员可以被认为是类的属性，可以认为是所有成员共享的属性。

如果类数据成员被定义为 private，那么该类数据成员只能从类的内部访问。

上面将 is_mammal 设置成了 public，只是为了演示。这样做是挺危险的，万一有人使用 Human.is_mammal=false; 所有人类都遭殃。还是那个基本原则，要尽量将数据设置为 private。

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static 方法

我们也可以有类方法，也就是声明为 static 的方法。类方法代表了类可以实现的动作，其中的操作不涉及某个具体对象。如果一个方法声明为 static，那么它只能调用 static 的数据和方法，而不能调用非 static 的数据和方法。

事实上，在 static 方法中，将没有隐式传递的 this 和 super 参数。我们无从引用属于对象的数据和方法（这正是我们想要的效果）。

综合上面所说的，我们有如下关系：

虚线表示不能访问。也就是说，类方法中，不能访问对象的数据。

我们看上例中定义的一个 static 方法 getPopulation()，该方法返回 Human 类的 static 数据 population。我们试着调用它：

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(Human.getPopulation());
        
        Human aPerson = new Human(160);
        System.out.println(aPerson.getPopulation());                     
    }
}

输出结果：

0
0

可将，类本身和类的对象都能调用 static 方法。

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对象方法修改类数据

我们看到，对象方法可以访问类数据。这是非常有用的概念。类的状态有可能随着对象而发生变化。比如“人口"，它应该随着一个对象的产生而增加 1。

我们可以在对象的方法中修改类的“人口”数据。我们下面在构造方法中访问类数据成员。这里的构造方法是非 static 的方法，即对象的方法：

class Human
{   
    public Human(int h)
    {
        this.height = h;
        // 修改类数据
        Human.population = Human.population + 1;
    }

    public int getHeight()
    {
       return this.height;
    }

    public void growHeight(int h)
    {
        this.height = this.height + h;
    }

    public void breath()
    {
        System.out.println("hu...hu...");
    }

    private int height; 

    // 类方法
    public static int getPopulation()
    {
        return Human.population;
    }

    // 类数据成员
    private static int population;
    private static boolean is_mammal = true;
}


public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Human aPerson = new Human(160);
        System.out.println(aPerson.getPopulation());                     
    }
}

输出结果：

1

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final

final 关键字的基本含义是： 这个数据，方法，类不能被改变了。

• final 基本类型的数据： 定值 （constant value），只能赋值一次，不能再被修改。
• final 方法： 该方法不能被覆盖。private 的方法默认为 final 的方法。
• final类：该类不能被继承。

普通类型的对象也可以有 final 关键字，它表示对象引用（reference）不能再被修改。即该引用只能指向一个对象。但是，对象的内容可以改变 （类似于C中的static指针）。我们将在以后介绍对象引用。

如果一个基本类型的数据既为 final，也是 static，那么它是只存储了一份的定值。这非常适合于存储一些常量，比如圆周率。