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Java 中变量的作用域

技术从心

发布于 2019-08-06 08:16:15

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代码可运行

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代码可运行

一、开头

变量的作用域是一个程序的重要组成部分。因为它决定了某个时候每个地方某个变量是否可访问。与 C/C++ 一样。静态语言的作用域在编译期就是确定的。而且独立于函数调用堆栈。

类 ( class ) 是 Java 程序的基本组成单元。而类又通过包 ( package ) 来组织。因此 Java 中的作用域可以分为以下几个部分。

二、成员变量 ( 类级作用域 )

成员变量就是 Java 中的变量中所提到的实例变量。也就是说，成员变量是定义在类中的，而又在任何方法之外的变量。

成员变量在类的任何位置都可以直接访问。

比如下面这个类 JavaTester.java

public class JavaTester
{
    // 所有在类中定义的非静态变量都是成员变量
    int a;
    private String b
    void method1() {....}
    int method2() {....}
    char c;
}

成员变量可以在类的任何位置声明和定义，但必须位于方法之外。

成员变量前的访问修饰符规则并不适用于在类的内部访问。

而在类的外部，成员变量的可见性（可访问性）则由访问修饰符决定。并且遵循以下规则

访问修饰符          包   子类  全局
public             是    是    是
protected          是    是    否private            否    否     否
默认(无修饰符)      是    否    否

三、局部变量 ( 方法级别作用域 )

在方法内部声明的变量，嗯，就是局部变量，只限于方法级别的作用域。也就是说，局部变量在方法外部是无法访问的。

JavaTester.java
public class JavaTester
{
    void run() 
    {
       // 局部变量 ( 方法级别作用域 )
       int x;
    }
}

注意：当方法执行结束，局部变量也会随之销毁。也就是说在方法外部，局部变量就不存在了。

下面是方法作用域的另一个范例，在这个实例中，变量 x 是方法的一个参数。

public class JavaTester
{
    private int x;
    public void setX(int x)
    {
        this.x = x;
    }
}

上面这段代码中，我们使用 this 关键字来区分局部变量和实例变量。

作为一个练习，你能说出下面程序的执行结果吗？

JavaTester.java
public class JavaTester 
{ 
    static int x = 11; 
    private int y = 33; 
    public void run(int x) 
    { 
        JavaTester t = new JavaTester(); 
        this.x = 22; 
        y = 44; 

        System.out.println("Test.x: " + JavaTester.x); 
        System.out.println("t.x: " + t.x); 
        System.out.println("t.y: " + t.y); 
        System.out.println("y: " + y); 
    } 

    public static void main(String args[]) 
    { 
        JavaTester t = new JavaTester(); 
        t.run(5); 
    } 
}

我们运行下上面的代码，看看输出结果如何

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
Test.x: 22
t.x: 22
t.y: 33
y: 44

四、循环变量 ( 块级作用域 )

大括号 { 和 } 内声明的变量的作用域仅限于该大括号 {} 内部。

例如下面的代码，变量 x 的作用域仅限于离它最近的大括号 {}

JavaTester.java
public class JavaTester 
{ 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        { 
            // 变量 x 的作用域仅限于离它最近的大括号
            int x = 10; 
            System.out.println(x); 
        } 

        // 如果你把下一行代码的注释去掉，会抛出一个异常

        // System.out.println(x);  
    } 
}

编译运行以上代码，输出结果如下

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
10

如果把最后一行的注释去掉，则会发生编译错误

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
JavaTester.java:13: 错误: 找不到符号
        System.out.println(x);  
                           ^
  符号:   变量 x
  位置: 类 JavaTester
1 个错误

五、循环中的作用域

循环中声明的变量的作用域范围仅限于该循环的大括号 {}。

例如下面的代码，变量 x 的作用域仅限于 for 循环中的大括号。

JavaTester.java
public class JavaTester 
{ 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        for (int x = 0; x < 4; x++) 
        { 
            System.out.println(x); 
        } 

        // 抛出错误 
        // System.out.println(x); 
    } 
}

运行结果如下

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
0
1
2
3

如果把注释去掉，编译时会产生一个错误

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
JavaTester.java:11: 错误: 找不到符号
        System.out.println(x); 
                           ^
  符号:   变量 x
  位置: 类 JavaTester
1 个错误

如何修复这个错误？

最佳的办法时把变量 x 的声明移到 for 循环之外，就像下面这样

public class JavaTester 
{ 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        int x = 0;
        for (; x < 4; x++) 
        { 
            System.out.println(x); 
        } 

        // 抛出错误 
        System.out.println(x); 
    } 
}

编译运行上面这段代码，输出结果如下

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
0
1
2
3
4

但是，Java 中的 for 循环有一个诡异的地方，看看下面的代码，你知道输出结果是什么吗？

public class JavaTester 
{ 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        int x = 0;
        for (int x = 0; x < 4; x++) 
        { 
            System.out.println(x); 
        } 

        // 抛出错误 
        System.out.println(x); 
    } 
}

如果你熟悉 C/C++ ，你一定会感到非常诧异，因为编译的时候报错了

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
JavaTester.java:6: 错误: 已在方法 main(String[])中定义了变量 x
        for (int x = 0; x < 4; x++) 
                 ^
1 个错误

同样的，你能猜出下面的代码输出结果是什么吗？

public class JavaTester 
{ 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        { 
            int x = 5; 
            { 
                int x = 10; 
                System.out.println(x); 
            } 
        } 
    } 
}

运行结果如下

[yufei@www.twle.cn java]$ javac JavaTester.java && java JavaTester
JavaTester.java:8: 错误: 已在方法 main(String[])中定义了变量 x
                int x = 10; 
                    ^
1 个错误

六、总结

是不是很郁闷。我们总结下 Java 中的作用域的知识点：通常来说，Java 中的作用域由花括号 {} 来界定。在同一个花括号范围之内，只要定义了一个变量，就可以在该定义之后访问该变量。而且，一个变量可以在定义之后的任何子花括号作用域内访问。在类中定义的且在方法之外定义的变量，俗称实例变量，可以在类中的任何方法中访问。当一个访问内部定义的局部变量和类的实例变量同名时，局部变量会覆盖实例变量，如果要引用实例变量，可以使用 this 关键字。如果要在循环之后再访问一个变量，则必须在循环之前就定义该变量。

原文链接:https://www.twle.cn/t/441

END

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