Кофе-брейк #208. Статические переменные в Java. Зачем и как использовать статические методы. Как копировать массивы в Java?

Статические переменные в Java. Зачем и как использовать статические методы

Источник: FreeCodeCamp Прочитав это руководство, вы узнаете, как статические переменные работают в Java, а также зачем и как использовать статические методы. Статические переменные и статические методы — две важные концепции в языке Java. Всякий раз, когда переменная объявляется как статическая (static), это означает, что существует только одна ее копия для всего класса, то есть не каждый экземпляр имеет свою собственную копию. Статический метод означает, что его можно вызывать без создания экземпляра класса. Статические переменные и методы в Java обеспечивают ряд преимуществ, включая более эффективное использование памяти, глобальный доступ, независимость от объектов, производительность и организацию кода.

Ключевое слово Static в Java

Ключевое слово static — одна из самых важных функций языка программирования Java. Мы используем его для определения переменных и методов уровня класса. Вот пример использования ключевого слова static:

public class StaticKeywordExample {
  private static int count = 0; // статическая переменная  

  public static void printCount() { // статический метод
    System.out.println("Number of Example objects created so far: " + count);
  }
}

Как вы можете видеть, мы объявили переменную count как статическую переменную, а метод printCount мы объявили как статический метод. Когда переменная объявляется статической, это означает, что переменная принадлежит именно классу, а не какому-либо конкретному экземпляру класса. Иными словами, в памяти находится только одна копия переменной, независимо от того, сколько экземпляров класса было создано. Вот пример. Скажем, у нас есть класс Department, который имеет статическую переменную numberOfWorker. Мы объявляем и увеличиваем статическую переменную на уровне конструктора, чтобы отображать значение статической переменной всякий раз, когда создается объект класса.

public class Department{
    public static int numberOfWorker= 0;
    public String name;
    
    public Department(String name) {
        this.name = name;
        numberOfWorker++; // увеличивать статическую переменную каждый раз, когда появляется новый сотрудник
    }
}

Результаты приведенного выше кода показывают, что при создании новых объектов Department статическая переменная numberOfWorker сохраняет свое значение. Когда мы выводим значение numberOfWorker в консоли, мы видим, что оно сохраняет свое значение во всех экземплярах класса Department. Это связано с тем, что в памяти находится только одна копия переменной, и любые изменения этой переменной будут отражены во всех экземплярах класса.

Department dpt1 = new Department("Admin");
System.out.println(Department.numberOfWorker); // вывод: 1

Department dpt2 = new Department ("Finance");
System.out.println(Department.numberOfWorker); // вывод: 2

Department dpt3 = new Department ("Software");
System.out.println(Department.numberOfWorker); // вывод: 3

Также мы можем использовать ключевое слово static для определения статических методов. Помните, что статические методы — это методы, принадлежащие классу, а не какому-либо конкретному экземпляру класса. Статические методы можно вызывать непосредственно в самом классе без необходимости предварительного создания экземпляра класса. Взгляните на пример кода:

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

    public static int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }
}

Здесь вы видите, в этом коде класс Calculation имеет два статических метода. Объявленные статические методы можно вызывать непосредственно в классе Calculation без предварительного создания экземпляра класса. Таким образом, вам не нужно создавать объект класса Calculation, прежде чем вы получите доступ к статическим классам add и multiply.

int result = Calculation.add(5, 10);
System.out.println(result); // Вывод: 15

int result2 = Calculation.multiply(5, 10);
System.out.println(result2); // Вывод: 50

Метод main() в Java является примером статического метода. Метод main() представляет собой специальный статический метод, который является своеобразной точкой входа для Java-приложений. Класс Math в Java также предоставляет множество статических методов, выполняющих математические операции.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

int result = Math.max(5, 10);
System.out.println(result); // Вывод: 10

Показанный выше код показывает, что точка входа для Java-приложений является статическим методом. Также он показывает, что метод max() является статическим методом класса Math и не требует создания экземпляра класса Math. Как видите, статические методы могут быть полезны для предоставления служебных функций, не требующих создания объекта класса.

Заключение

Ключевое слово static — это мощный инструмент в языке Java, который может помочь решить многие проблемы в программировании. Он помогает уменьшить потребление памяти, улучшает согласованность кода и ускоряет работу приложений. Чтобы предотвратить возникновение непредвиденных проблем в коде, крайне важно использовать ключевое слово static с умом, помня о его ограничениях. Код, в значительной степени зависящий от статических переменных и методов, сложнее тестировать, поскольку он создает зависимости между различными частями программы. Кроме того, наличие таких зависимостей затрудняет понимание того, как изменения в одной части кода могут повлиять на другие части программы. Код, который сильно зависит от статических переменных, также может быть менее гибким и трудным для будущего расширения. Вдобавок статические переменные могут привести к проблемам параллелизма, если несколько потоков обращаются к одной и той же переменной и изменяют ее одновременно. И наконец, если статическая переменная не удаляется должным образом, когда она больше не нужна, то со временем это может привести к утечке памяти и другим проблемам с производительностью. Однако если вы правильно используете статические переменные и методы, то это поможет вам создать эффективный и удобный для сопровождения код, с которым со временем будет легче работать. Удачного кодирования!

Как копировать массивы в Java?

Источник: Medium Вашему вниманию предлагается 4 способа копирования массивов в Java с подробным объяснением и примерами кода. Массив в Java — это структура данных, которая может содержать фиксированное количество элементов одного и того же типа данных. Бывают случаи, когда вам может понадобиться скопировать массив: для создания резервной копии, для сортировки элементов или управления ими. Либо для создания нового массива с измененными значениями. В языке Java существует несколько способов копирования массивов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от конкретного варианта использования. Первый способ использует цикл. Этот вариант включает в себя итерацию по каждому элементу исходного массива и его копирование в целевой массив. Это самый простой и довольно гибкий подход, который позволяет настроить процесс копирования. Однако если речь идет о больших массивах, то он может быть не таким эффективным, как другие способы, поскольку здесь требуется больше строк кода, а это замедляет работу. Второй способ использует метод System.arraycopy(). Это встроенный метод Java, который может копировать элементы из одного массива в другой. Он оптимизирован для производительности, и в больших массивах, как правило, работает быстрее, чем при применении цикла. Однако этот способ требует точного указания начального индекса и количества копируемых элементов, что может привести к ошибкам, если сделать это неправильно. Третий способ использует метод Arrays.copyOf(). Этот метод создает новый массив указанной длины и копирует элементы из исходного массива в новый массив. Это простой и лаконичный способ работы, которым легко пользоваться. Однако поскольку он предполагает создание нового массива, то в случае с большими массивами он может быть менее эффективным, чем другие варианты. Четвертый способ копирования использует метод clone(). Этот метод создает новый массив, который является копией исходного массива. Это простой и лаконичный метод, который создает новый массив с теми же значениями, что и исходный массив. Но он также может быть менее эффективным, чем другие методы, если речь идет о работе с большими массивами, ведь в нем также предполагается создание нового массива. В Java вы можете копировать массивы различными способами в зависимости от ваших требований. Вот несколько способов копирования массивов в Java:

int[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] destination = new int[source.length]; 
for (int i = 0; i < source.length; i++) 
{ destination[i] = source[i]; 
}

Далее вы можете увидеть использование метода System.arraycopy(). Этот метод является встроенным методом Java, который может копировать элементы из одного массива в другой.

int[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
 int[] destination = new int[source.length];
 System.arraycopy(source, 0, destination, 0, source.length);

Здесь первый параметр — исходный массив, второй параметр — начальный индекс исходного массива, третий параметр — целевой массив, четвертый параметр — начальный индекс целевого массива, а пятый параметр — количество элементов для копироваться. Следующий пример — использование метода Arrays.copyOf(). Этот метод может создать новый массив указанной длины и скопировать элементы из исходного массива в новый массив.

int[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] destination = Arrays.copyOf(source, source.length);

В данном примере кода первый параметр — это исходный массив, а второй параметр — длина нового массива. И наконец, перед вами четвертый пример — использование метода clone(). Этот метод создает новый массив, который является копией исходного массива.

int[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] destination = source.clone();

Вы ознакомились со способами копирования массивов в Java. В зависимости от требований к заданию, вы можете выбрать тот метод, который более вам подходит в работе.