static: общото за всички

Проблем

Всеки продукт е №1

Магазинът иска всеки нов продукт да получава пореден номер: 1, 2, 3… Слагаш брояч nextId в класа. Конструкторът дава на продукта текущия номер и увеличава брояча:

class Product {
    private int nextId = 1;
    private int id;
    private String name;

    public Product(String name) {
        this.name = name;
        id = nextId;
        nextId++;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "№" + id + " " + name;
    }
}

Product bread = new Product("Хляб");
Product milk = new Product("Мляко");
Product coffee = new Product("Кафе");
System.out.println(bread);
System.out.println(milk);
System.out.println(coffee);

Изход

№1 Хляб
№1 Мляко
№1 Кафе

Всички са №1. Причината е, че nextId е поле на обекта, както името. Всеки нов продукт получава свой брояч, който започва от 1. Броячът на хляба никога не стига до млякото.

Идеята

Поле на класа, не на обекта

Броячът не е част от един продукт. Той е общ за всички продукти. Добави static:

private static int nextId = 1;

static поле е поле на класа. То е едно, колкото и обекти да създадеш, и всички обекти го делят:

Main.java

class Product {
    private static int nextId = 1;
    private int id;
    private String name;

    public Product(String name) {
        this.name = name;
        id = nextId;
        nextId++;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "№" + id + " " + name;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Product bread = new Product("Хляб");
        Product milk = new Product("Мляко");
        Product coffee = new Product("Кафе");
        System.out.println(bread);
        System.out.println(milk);
        System.out.println(coffee);
    }
}

Изход

№1 Хляб
№2 Мляко
№3 Кафе

Хлябът взима 1 и прави брояча 2. Млякото вижда същия брояч, взима 2 и го прави 3.

private static int nextId = 1;

public Product(String name) {
    this.name = name;
    id = nextId;
    nextId++;
}

Product bread = new Product("Хляб");
Product milk = new Product("Мляко");
Product coffee = new Product("Кафе");

Стъпка по стъпка, с думи

1. nextId е static: едно поле в класа, а не във всеки обект.
2. new Product("Хляб"): нов обект, конструкторът записва името.
3. id = nextId: обектът взима текущия номер, 1.
4. nextId++ сменя общия брояч: вече е 2.
5. Мляко: същият брояч. Взима 2 и го прави 3.
6. Кафе: взима 3 и го прави 4.
7. Броячът е един за всички, затова номерата са поредни.

Ако полето е public static, отвън до него се стига през името на класа (Product.nextId), а не през обект.

Пробвай

Общо и свое

Какво ще отпечата програмата?

class Order {
    public static int count = 0;
    public int items = 0;

    public Order() {
        count++;
        items++;
    }
}

Order a = new Order();
Order b = new Order();
Order c = new Order();
System.out.println(Order.count + " " + c.items);

Отговор

1 1

3 3

3 1

Провери

Идеята

static метод: работа без обект

Същото важи за методите. static метод е метод на класа. Вика се през името на класа, без new:

class Calculator {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static double average(int[] values) {
        int sum = 0;
        for (int v : values) {
            sum += v;
        }
        return (double) sum / values.length;
    }
}

System.out.println(Calculator.add(10, 20));
int[] grades = { 5, 6, 4, 6 };
System.out.println(Calculator.average(grades));
System.out.println(Math.max(3, 8));

Изход

30
5.25
8

На Calculator.add не му трябва обект: всичко, от което има нужда, идва като параметри. Такива са и методите на Math: Math.max, Math.sqrt. Никой не пише new Math().

Сега е ясно защо main е static. Когато програмата тръгва, обекти още няма. Средата вика main направо през класа. Затова и методите от модул „Методи“, които викахме от main, бяха static.

По-точно, за любопитните

Обратното също работи: в static метод можеш да създадеш обект и да викаш неговите методи. Точно това правим в main от началото на модула.

Пробвай

Намери грешката

Класът не се компилира. На кой ред е грешката?

Избери реда с грешката.

1class Product {2 private static int nextId = 1;3 private String name;45 public Product(String name) {6 this.name = name;7 nextId++;8 }910 public static String label() {11 return "Продукт: " + name;12 }13}

Провери

Идеята

Константи

ДДС е 20% за всички продукти и не се променя, докато програмата работи. Такава стойност е константа:

class Prices {
    public static final double VAT_RATE = 0.20;

    public static double withVat(double price) {
        return price * (1 + VAT_RATE);
    }
}

System.out.println(Prices.withVat(50));
System.out.println("ДДС: " + Prices.VAT_RATE * 100 + "%");

Изход

60.0
ДДС: 20.0%

static final значи „на класа“ и „не може да се промени“. Имената на константите в Java са с главни букви и долна черта: VAT_RATE.

Ако някой опита да я смени,

Prices.VAT_RATE = 0.25;

програмата не се компилира:

Грешка при компилиране

error: cannot assign a value to static final variable VAT_RATE

Ползата е двойна: числото 0.20 е написано на едно място с ясно име, и никой не може да го промени по погрешка.

По-точно, за любопитните

Понякога стойността е различна за всеки обект, но след създаването не трябва да се мени. Такъв е номерът на продукта:

private static int nextId = 1;
private final int id;

public Product(String name) {
    this.name = name;
    id = nextId;
    nextId++;
}

final поле (без static) се задава веднъж, в конструктора, и после не се сменя. Опит за id = 5; в метод не се компилира.

Пробвай

Кое липсва?

Месеците в годината са 12 и това няма да се промени. Какво пише на празното място?

class Calendar {
    public static  int MONTHS = 12;
}

Провери

Идеята

Кога static и кога не

Питай се: „Това на конкретен обект ли е?“

• Да (балансът на сметката, името на продукта, тегленето от сметка): поле или метод на обекта, без static.
• Не (броят на всички сметки, ДДС, сбор на две числа): static.

Честа грешка е всичко да стане static, защото main е static и компилаторът спира да се оплаква. Тогава всички „обекти“ делят едни и същи данни и се връщаш при проблема с успоредните масиви от първия урок.

Упражнение

Общото за всички

Реши задачите в редактора си.

1. Поръчки. Клас Order с клиент и сума. Всяка нова поръчка получава пореден номер от static брояч. Static метод getCount() връща колко поръчки са създадени.

Main

Order[] orders = {
    new Order("Мария", 45.5),
    new Order("Петър", 120),
    new Order("Елена", 18.9)
};
for (Order o : orders) {
    System.out.println(o);
}
System.out.println("Поръчки: " + Order.getCount());

Изход

Поръчка №1: Мария, 45.5 €
Поръчка №2: Петър, 120.0 €
Поръчка №3: Елена, 18.9 €
Поръчки: 3

2. Калкулатор. Клас Calculator със static методи за събиране, изваждане и умножение на цели числа и за деление на дробни.

Main

System.out.println(Calculator.add(10, 20));
System.out.println(Calculator.subtract(10, 15));
System.out.println(Calculator.multiply(6, 7));
System.out.println(Calculator.divide(5, 2));

Изход

30
-5
42
2.5

3. Обмяна. Клас Converter с константи за курса: 1 € = 1,08 щатски долара и 1 € = 0,85 британски лири (курсовете са примерни). Static методи превръщат сума в евро в долари и в лири. За 20 €:

Изход

20.0 EUR = 21.6 USD
20.0 EUR = 17.0 GBP

Още задачи

• Сметки с номера. Към Account от урока „Капсулация“ добави пореден номер на сметката от static брояч и final поле за номера.
• Обмяна в двете посоки. Добави към Converter методи от долари и от лири към евро. Превърни 20 € в долари и обратно в евро. Получава ли се точно 20?
• Ограничение. Магазинът приема най-много 3 продукта в количка. Сложи константа за това и накарай метода за добавяне да отказва четвъртия.

Накратко

Модулът накратко

• Клас е твой тип, обект е конкретен екземпляр по него, създаден с new. Променливата сочи към обекта. Свой тип
• Конструкторът задължава обектът да се създаде цял. this е текущият обект. Конструктори и this
• Методите на обекта работят с неговите полета. toString() казва как изглежда като текст. Поведение
• private крие полетата. Отвън се стига до тях само през методи, които проверяват. Капсулация
• static е общото за класа: броячи, помощни методи и константи.

Данни и правила на едно място, които никой не може да заобиколи: това е обектно-ориентираното програмиране. В следващия модул класовете ще започнат да споделят код помежду си.

Тест

Провери се

1. Създадени са 5 обекта от клас с поле static int count. Колко броя count има в паметта?

5, по един в обект0, докато не го извикаш1, общ за класа

2. Кое НЕ може static метод?

Да чете поле на обекта, без да има обектДа чете static поле на класаДа получи параметри

3. Защо main е static?

Защото печата на екранаЗащото програмата тръгва, преди да има какъвто и да е обектЗащото така е по-бързо

4. Какво става при Prices.VAT_RATE = 0.25;?

Сменя се само за следващия обектДДС става 25%Програмата не се компилира

5. Кое е добър кандидат за static метод?

Теглене от сметкаСмяна на бройката на продуктИзчисление, на което стигат параметрите, например сбор на две числа

Провери

Започни урока отначало