Μέχρι τώρα είδαμε ότι τα πεδία και οι μέθοδοι ανήκουν στα επιμέρους αντικείμενα της κάθε κλάσης. Εκτός από την παραπάνω θεώρηση είναι δυνατόν να έχουμε πεδία και μεθόδους που δεν ανήκουν σε συγκεκριμένα αντικείμενα της κλάσης, αλλά στην κλάση. Σε αυτή τη σελίδα αναλύουμε την χρήση του keyword static για την δημιουργία στατικών πεδίων και μεθόδων που ανήκουν στην κλάση και όχι σε συγκεκριμένα αντικείμενα της κλάσης.

Ας θεωρήσουμε το παρακάτω παράδειγμα από τον κώδικα του παραλληλόγραμμου.

public class Rectangle {
 
  private int width;
  private int height;
  private Point origin;
 
  // the Rectangle class has one constructor
  public Rectangle(int width, int height, Point origin) {
    this.width = width;
    this.height = height;
    this.origin = origin;
  }
 
  // add an instance variable for the object ID
  private int id;
 
  // add a class variable for the
  // number of Rectangle objects instantiated
  private static int numberOfRectangles = 0;
 
  /* οι υπόλοιπες εντολές της κλάσης είναι όμοιες 
   * με προηγούμενα παραδείγματα και παραλείπονται
   * για λόγους οικονομίας χώρου.
   */
}

Με τον ορισμό

private static int numberOfRectangles = 0;

δημιουργούμε μία μεταβλητή που έχει ενιαία τιμή για όλα τα αντικείμενα της κλάσης. Η μεταβλητή αυτή δεν ανήκει σε κάποιο από τα αντικείμενα, αλλά ΜΟΝΟ στην κλάση. Για τα αντικείμενα της κλάσης Rectangle, η συγκεκριμένη μεταβλητή μπορεί να θεωρηθεί στατική (για αυτό και η χρήση του keyword static).

Για να προσπελάσουμε την τιμή της συγκεκριμένης μεταβλητής μπορούμε να το κάνουμε με τους εξής δύο τρόπους:

1. Με χρήση του ονόματος της κλάσης Rectangle.numberOfRectangles++;.
2. Με χρήση ενός αντικειμένου ως εξής Rectangle myRectangle = new Rectangle(); myRectangle.numberOfRectangles++;.

Και οι δύο παραπάνω τρόποι προσπέλασης είναι ισοδύναμοι για τον compiler. Ο 2ος τρόπος προσπέλασης ΔΕΝ συνιστάται, καθώς διαβάζοντας τον κώδικα δεν είναι σαφές αν πρόκειται για μεταβλητή που ανήκει στην κλάση ή στο αντικείμενο. Αντίθετα, ο 1ος τρόπος αφορά αποκλειστικά μεταβλητές που ανήκουν στην κλάση και για αυτό θεωρείται ορθότερος. Δείτε τον κώδικα της κλάσης Rectangle όπως διαμορφώνεται με την χρήση των δύο επιπλέον πεδίων και την καταγραφή του αριθμού των αντικειμένων που δημιουργούνται.

public class Rectangle {
 
  private int width;
  private int height;
  private Point origin;
 
  // the Rectangle class has one constructor
  public Rectangle(int width, int height, Point origin) {
    this.width = width;
    this.height = height;
    this.origin = origin;
  }
 
  // add an instance variable for the object ID
  private int id;
 
  // add a class variable for the
  // number of Rectangle objects instantiated
  private static int numberOfRectangles = 0;
 
  public int getID() {
    return id;
  }
 
  public static int getNumberOfRectangles() {
    return numberOfRectangles;
  }
 
  /* Ο κώδικας από εδώ και κάτω είναι ίδιος με προηγούμενες
   * εκδόσεις τις κλάσης και παραλείπεται για λόγους οικονομίας
   * χώρου.
   */
}

Μπορείτε να κατεβάσετε τον πλήρη κώδικα της κλάσης εδώ rectangle_example_with_static.zip.

Σε αναλογία με τις μεταβλητές της κλάσης μπορούμε να έχουμε και μεθόδους αποκλειστικά σε επίπεδο κλάσης. Οι μέθοδοι της κλάσης χρησιμοποιούνται για να προσπελάσουν στατικά πεδία της κλάσης. Επίσης, μέσα σε μία στατική μέθοδο μπορούν να δημιουργηθούν αντικείμενα οποιασδήποτε κλάσης. Σε αναλογία με τις μεταβλητές οι μέθοδοι σε επίπεδο κλάσης ορίζονται και πάλι με χρήση του keyword static, ως εξής.

public static int getNumberOfRectangles() {
    return numberOfRectangles;
}

Για να καλέσουμε στατικές μεθόδους σε αναλογία με τα πεδία έχουμε τις εξής επιλογές:

1. Με χρήση του ονόματος της κλάσης Rectangle.getNumberOfRectangles();
2. Με χρήση ενός αντικειμένου ως εξής Rectangle myRectangle = new Rectangle(); myRectangle.getNumberOfRectangles();

Οι στατικές μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτελεστούν εργασίες που δεν συνδέονται με τα δεδομένα της κλάσης. Για παράδειγμα, η παρακάτω στατική μέθοδος υλοποιεί τον αλγόριθμο Bubble Sort μέσα σε μία κλάση με το όνομα Sort. Ο πίνακας προς ταξινόμηση και τα όρια ταξινόμησης του πίνακα λαμβάνονται ως ορίσματα στη μέθοδο. Η μέθοδος δεν έχει πρόσβαση σε πεδία της κλάσης και για αυτό μπορεί να δηλωθεί ως στατική.

Sort.java

public class Sort {
  public static void bubbleSort(String a[], int left, int right) {
    String temp;
    for(int i=left; i<right; i++) {
      for(int j=right; j>i; j--) {
        if( a[j].compareTo(a[j-1])<0 ) {
          temp = a[j-1];
          a[j-1] = a[j];
          a[j] = temp;
        }
      }
    }
  }
}

Επίσης, μέσα σε μία στατική μέθοδο μπορούμε να δημιουργήσουμε αντικείμενα οποιασδήποτε κλάσης. Παράδειγμα στατικής μεθόδου είναι η μέθοδος main() από την οποία ξεκινάει κάθε πρόγραμμα. Δείτε την παρακάτω μέθοδο η οποία παράγει και επιστρέφει αντικείμενα της κλάσης Rectangle με τυχαίες τιμές.

/* η παράμετρος seed αρχικοποιεί την γεννήτρια τυχαίων 
 * αριθμών.
 */
public static Rectangle randomRectangle(int seed) {
  java.util.Random rand = new java.util.Random(seed);
  // εύρος τιμής randWidth (0 - 100)
  int randWidth = rand.nextInt(100);
  // εύρος τιμής randHeight (0 - 100)
  int randHeight = rand.nextInt(100);
  Rectangle rect = new Rectangle(randWidth,randHeight);
  return rect;
}

Συνολικά οι επιτρεπόμενοι συνδυασμοί μεταξύ στατικών και μη στατικών μεθόδων και μεταβλητών είναι οι εξής:

• Μη στατικές μέθοδοι ΜΠΟΡΟΥΝ να προσπελάσουν μη στατικά πεδία.
• Μη στατικές μέθοδοι ΜΠΟΡΟΥΝ να προσπελάσουν στατικά πεδία.
• Στατικές μέθοδοι ΜΠΟΡΟΥΝ να προσπελάσουν στατικά πεδία.
• Στατικές μέθοδοι ΔΕΝ ΜΠΟΡΟΥΝ να προσπελάσουν μη στατικά πεδία.
  • το παραπάνω είναι λογικό αν αναλογιστείτε ότι μία στατική μέθοδος (που ανήκει συνολικά στην κλάση) δεν μπορεί να γνωρίζει το αντικείμενο στο οποίο ανήκει ένα μη στατικό πεδίο.

H δημιουργία σταθερών επιτυγχάνεται με χρήση του συνδυασμού των keywords static final. Για παράδειγμα, εάν θέλουμε να γράψουμε την σταθερά π=3.141592653589793 θα μπορούσαμε να το κάνουμε ως εξής.

static final double PI = 3.141592653589793;

Η σταθερά θα πρέπει να ανήκει σε μία κλάση σε αναλογία με τις στατικές μεταβλητές της κλάσης που ορίσαμε παραπάνω και δεν μπορεί να οριστεί αυτόνομα.