Java 变量类型

在 Java 语言中，所有的变量在使用前必须声明。

声明变量的基本格式如下：

格式说明：

• type -- 数据类型。
• identifier -- 是变量名，可以使用逗号 , 隔开来声明多个同类型变量。

以下列出了一些变量的声明实例。注意有些包含了初始化过程。

Java 语言支持的变量类型有：

• 局部变量（Local Variables）：局部变量是在方法、构造函数或块内部声明的变量，它们在声明的方法、构造函数或块执行结束后被销毁，局部变量在声明时需要初始化，否则会导致编译错误。

  public void exampleMethod() {
      int localVar = 10; // 局部变量
      // ...
  }

• 实例变量（Instance Variables）：实例变量是在类中声明，但在方法、构造函数或块之外，它们属于类的实例，每个类的实例都有自己的副本，如果不明确初始化，实例变量会被赋予默认值（数值类型为0，boolean类型为false，对象引用类型为null）。

  public class ExampleClass {
      int instanceVar; // 实例变量
  }

• 静态变量或类变量（Class Variables）：类变量是在类中用 static 关键字声明的变量，它们属于类而不是实例，所有该类的实例共享同一个类变量的值，类变量在类加载时被初始化，而且只初始化一次。

  public class ExampleClass {
      static int classVar; // 类变量
  }

• 参数变量（Parameters）：参数是方法或构造函数声明中的变量，用于接收调用该方法或构造函数时传递的值，参数变量的作用域只限于方法内部。

  public void exampleMethod(int parameterVar) {
      // 参数变量
      // ...
  }

以下实例中定义了一个 RunoobTest 类，其中包含了一个成员变量 instanceVar 和一个静态变量 staticVar。

method() 方法中定义了一个参数变量 paramVar 和一个局部变量 localVar。在方法内部，我们将局部变量的值赋给成员变量，将参数变量的值赋给静态变量，然后打印出这些变量的值。

在 main() 方法中，我们创建了一个 RunoobTest 对象，并调用了它的 method() 方法。

运行以上代码，输出如下：

成员变量: 10
静态变量: 20
参数变量: 20
局部变量: 10

Java 参数变量

Java 中的参数变量是指在方法或构造函数中声明的变量，用于接收传递给方法或构造函数的值。参数变量与局部变量类似，但它们只在方法或构造函数被调用时存在，并且只能在方法或构造函数内部使用。

Java 方法的声明语法如下：

accessModifier returnType methodName(parameterType parameterName1, parameterType parameterName2, ...) {
    // 方法体
}

• parameterType -- 表示参数变量的类型。
• parameterName -- 表示参数变量的名称。

在调用方法时，我们必须为参数变量传递值，这些值可以是常量、变量或表达式。

方法参数变量的值传递方式有两种：值传递和引用传递。

• 值传递：在方法调用时，传递的是实际参数的值的副本。当参数变量被赋予新的值时，只会修改副本的值，不会影响原始值。Java 中的基本数据类型都采用值传递方式传递参数变量的值。

• 引用传递：在方法调用时，传递的是实际参数的引用（即内存地址）。当参数变量被赋予新的值时，会修改原始值的内容。Java 中的对象类型采用引用传递方式传递参数变量的值。

以下是一个简单的例子，展示了方法参数变量的使用：

运行以上代码，输出如下：

a = 10, b = 20

Java 局部变量

Java 的局部变量是在方法、构造方法或语句块内部声明的变量，其作用域限制在声明它的代码块内部。

局部变量的声明语法为：

type variableName;

• type -- 表示变量的类型。
• variableName -- 表示变量的名称。

说明：

• 作用域：局部变量的作用域限于它被声明的方法、构造方法或代码块内。一旦代码执行流程离开这个作用域，局部变量就不再可访问。

• 生命周期：局部变量的生命周期从声明时开始，到方法、构造方法或代码块执行结束时终止。之后，局部变量将被垃圾回收。

• 初始化：局部变量在使用前必须被初始化。如果不进行初始化，编译器会报错，因为 Java 不会为局部变量提供默认值。

• 声明：局部变量的声明必须在方法或代码块的开始处进行。声明时可以指定数据类型，后面跟着变量名，例如：int count;。

• 赋值：局部变量在声明后必须被赋值，才能在方法内使用。赋值可以是直接赋值，也可以是通过方法调用或表达式。

• 限制：局部变量不能被类的其他方法直接访问，它们只为声明它们的方法或代码块所私有。

• 内存管理：局部变量存储在 Java 虚拟机（JVM）的栈上，与存储在堆上的实例变量或对象不同。

• 垃圾回收：由于局部变量的生命周期严格限于方法或代码块的执行，它们在方法或代码块执行完毕后不再被引用，因此JVM的垃圾回收器会自动回收它们占用的内存。

• 重用：局部变量的名称可以在不同的方法或代码块中重复使用，因为它们的作用域是局部的，不会引起命名冲突。

• 参数和返回值：方法的参数可以视为一种特殊的局部变量，它们在方法被调用时初始化，并在方法返回后生命周期结束。

实例

以下是一个简单的例子，展示了局部变量的使用：

以上实例中我们声明并初始化了两个局部变量 a 和 b，然后打印出它们的值。注意，如果在使用局部变量之前不初始化它，编译器会报错。

在以下实例中 age 是一个局部变量，定义在 pupAge()方法中，它的作用域就限制在这个方法中：

以上实例编译运行结果如下:

小狗的年龄是: 7

在下面的例子中 age 变量没有初始化，所以在编译时会出错：

以上实例编译运行结果如下:

Test.java:4:variable number might not have been initialized
age = age + 7;
         ^
1 error

成员变量（实例变量）

• 成员变量声明在一个类中，但在方法、构造方法和语句块之外。
• 当一个对象被实例化之后，每个成员变量的值就跟着确定。
• 成员变量在对象创建的时候创建，在对象被销毁的时候销毁。
• 成员变量的值应该至少被一个方法、构造方法或者语句块引用，使得外部能够通过这些方式获取实例变量信息。
• 成员变量可以声明在使用前或者使用后。
• 访问修饰符可以修饰成员变量。
• 成员变量对于类中的方法、构造方法或者语句块是可见的。一般情况下应该把成员变量设为私有。通过使用访问修饰符可以使成员变量对子类可见。
• 成员变量具有默认值。数值型变量的默认值是0，布尔型变量的默认值是 false，引用类型变量的默认值是 null。变量的值可以在声明时指定，也可以在构造方法中指定；
• 成员变量可以直接通过变量名访问。但在静态方法以及其他类中，就应该使用完全限定名：ObjectReference.VariableName。

成员变量的声明语法为：

accessModifier type variableName;

• accessModifier --表示访问修饰符，可以是 public、protected、private 或默认访问级别（即没有显式指定访问修饰符）。
• type -- 表示变量的类型。
• variableName -- 表示变量的名称。

与局部变量不同，成员变量的值在创建对象时被分配，即使未对其初始化，它们也会被赋予默认值，例如 int 类型的变量默认值为 0，boolean 类型的变量默认值为 false。

成员变量可以通过对象访问，也可以通过类名访问（如果它们是静态成员变量）。如果没有显式初始化成员变量，则它们将被赋予默认值。可以在构造函数或其他方法中初始化成员变量，或者通过对象或类名访问它们并设置它们的值。

实例

以下实例我们声明了两个成员变量 a 和 b，并对其进行了访问和设置。注意，我们可以通过对象访问成员变量，也可以通过类名访问静态成员变量。

以上实例编译运行结果如下:

a = 10
b = World

以下实例我们声明了两个成员变量 name 和 salary，并对其进行了访问和设置。

以上实例编译运行结果如下:

$ javac Employee.java 
$ java Employee
名字 : RUNOOB
薪水 : 1000.0

类变量（静态变量）

Java 中的静态变量是指在类中定义的一个变量，它与类相关而不是与实例相关，即无论创建多少个类实例，静态变量在内存中只有一份拷贝，被所有实例共享。

静态变量在类加载时被创建，在整个程序运行期间都存在。

定义方式

静态变量的定义方式是在类中使用 static 关键字修饰变量，通常也称为类变量。

以下实例中我们定义一个静态变量 count ，其初始值为 0：

访问方式

由于静态变量是与类相关的，因此可以通过类名来访问静态变量，也可以通过实例名来访问静态变量。

生命周期

静态变量的生命周期与程序的生命周期一样长，即它们在类加载时被创建，在整个程序运行期间都存在，直到程序结束才会被销毁。因此，静态变量可以用来存储整个程序都需要使用的数据，如配置信息、全局变量等。

初始化时机

静态变量在类加载时被初始化，其初始化顺序与定义顺序有关。

如果一个静态变量依赖于另一个静态变量，那么它必须在后面定义。

上面的例子中，count1 要先于 count2 初始化，否则编译时会报错。

常量和静态变量的区别

常量也是与类相关的，但它是用 final 关键字修饰的变量，一旦被赋值就不能再修改。与静态变量不同的是，常量在编译时就已经确定了它的值，而静态变量的值可以在运行时改变。另外，常量通常用于存储一些固定的值，如数学常数、配置信息等，而静态变量通常用于存储可变的数据，如计数器、全局状态等。

总之，静态变量是与类相关的变量，具有唯一性和共享性，可以用于存储整个程序都需要使用的数据，但需要注意初始化时机和与常量的区别。

静态变量的访问修饰符

静态变量的访问修饰符可以是 public、protected、private 或者默认的访问修饰符（即不写访问修饰符）。

需要注意的是，静态变量的访问权限与实例变量不同，因为静态变量是与类相关的，不依赖于任何实例。

静态变量的线程安全性

Java 中的静态变量是属于类的，而不是对象的实例。因此，当多个线程同时访问一个包含静态变量的类时，需要考虑其线程安全性。

静态变量在内存中只有一份拷贝，被所有实例共享。因此，如果一个线程修改了静态变量的值，那么其他线程在访问该静态变量时也会看到修改后的值。这可能会导致并发访问的问题，因为多个线程可能同时修改静态变量，导致不确定的结果或数据一致性问题。

为了确保静态变量的线程安全性，需要采取适当的同步措施，如同步机制、原子类或 volatile 关键字，以便在多线程环境中正确地读取和修改静态变量的值。

静态变量的命名规范

静态变量（也称为类变量）的命名规范通常遵循驼峰命名法，并且通常使用全大写字母，单词之间用下划线分隔，并且要用 static 关键字明确标识。

• 使用驼峰命名法： 静态变量的命名应该使用驼峰命名法，即首字母小写，后续每个单词的首字母大写。例如：myStaticVariable。

• 全大写字母： 静态变量通常使用全大写字母，单词之间用下划线分隔。这被称为"大写蛇形命名法"（Upper Snake Case）。例如：MY_STATIC_VARIABLE。

• 描述性： 变量名应该是有意义的，能够清晰地表达该变量的用途。避免使用单个字符或不具有明确含义的缩写。

• 避免使用缩写： 尽量避免使用缩写，以提高代码的可读性。如果使用缩写是必要的，确保广泛理解，并在注释中进行解释。

静态变量的使用场景

静态变量通常用于以下场景：

• 存储全局状态或配置信息
• 计数器或统计信息
• 缓存数据或共享资源
• 工具类的常量或方法
• 单例模式中的实例变量

实例

以下实例定义了一个 AppConfig 类，其中包含了三个静态变量 APP_NAME、APP_VERSION 和 DATABASE_URL，用于存储应用程序的名称、版本和数据库连接URL。这些变量都被声明为 final，表示它们是不可修改的常量。

在 main() 方法中，我们打印出了这些静态变量的值。

以上实例编译运行结果如下:

Application name: MyApp
Application version: 1.0.0
Database URL: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb

可以看到，这些静态变量存储的全局配置信息可以在整个程序中使用，并且不会被修改。这个例子展示了静态变量的另一个常见应用，通过它我们可以很方便地存储全局配置信息，或者实现其他需要全局共享的数据。

以下实例定义了一个 Counter 类，其中包含了一个静态变量 count，用于记录创建了多少个 Counter 对象。

每当创建一个新的对象时，构造方法会将计数器加一。静态方法 getCount() 用于获取当前计数器的值。

在 main() 方法中，我们创建了三个 Counter 对象，并打印出了计数器的值。

以上实例编译运行结果如下:

目前为止创建的对象数: 3

可以看到，计数器记录了创建了三个对象。这个例子展示了静态变量的一个简单应用，通过它我们可以很方便地统计对象的创建次数，或者记录其他需要全局共享的数据。

本章节中我们学习了Java的变量类型，下一章节中我们将介绍Java修饰符的使用。