Java中静态成员、静态方法与初始化块的深度解析

public static void addStudent(Student s) { 
    this.students[numStudents++] = s; // 编译错误：this.students 非静态
}

public static void addStudent(Student s) { 
    // 正确：直接访问静态变量students
    students[numStudents++] = s; 
}

public class InitializerDemo { 
    public static final int MAX_STUDENTS = 10; 

    private static Student[] students; // 声明但未初始化
    private Instructor instructor; // 实例变量
    private static int numStudents; // 声明但未初始化

    // 静态初始化块
    static {
        numStudents = 0; // 初始化学生数量
        students = new Student[MAX_STUDENTS]; // 实例化学生数组
        addStudent(new Student("Test Student")); // 添加一个初始学生
    }

    // ... 其他方法和构造器
}

import java.util.Arrays; 

public class InitializerDemo { 

    public static final int MAX_STUDENTS = 10; 

    private static Student[] students; // 声明为静态数组，将在静态初始化块中实例化
    private Instructor instructor; // 实例变量
    private static int numStudents; // 声明为静态变量，将在静态初始化块中初始化

    // 静态初始化块：在类加载时执行一次，用于初始化静态成员
    static {
        numStudents = 0; // 初始化静态学生计数
        students = new Student[MAX_STUDENTS]; // 实例化静态学生数组
        addStudent(new Student("Test Student")); // 使用静态方法添加一个初始学生
    }

    // 默认构造函数：根据要求保持为空
    public InitializerDemo() {
        // 构造函数现在是空的，所有静态初始化由静态初始化块完成
    } 

    // instructor mutator (实例方法，因为它操作实例变量instructor)
    public void setInstructor(Instructor instructor) { 
       this.instructor = instructor;
    } 

    // add a student (静态方法，因为它操作静态变量students和numStudents)
    public static void addStudent(Student s) { 
        if (numStudents < MAX_STUDENTS) { // 添加边界检查，防止数组越界
            students[numStudents++] = s;
        } else {
            System.out.println("Error: Maximum number of students reached.");
        }
    } 

    public static void main(String[] args) { 
        // 创建聚合对象实例。注意：静态成员在创建实例前就已经初始化了
        InitializerDemo id = new InitializerDemo(); 

        // 设置instructor (通过实例方法)
        id.setInstructor(new Instructor("Sally")); 

        // 添加学生 (通过静态方法，可以直接使用类名调用，或通过实例调用，但推荐类名)
        // id.addStudent(new Student("Sam")); // 也可以这样调用，但更推荐 InitializerDemo.addStudent()
        InitializerDemo.addStudent(new Student("Sam")); 
        InitializerDemo.addStudent(new Student("Rajiv")); 
        InitializerDemo.addStudent(new Student("Jennifer")); 

        // 输出 (toString是实例方法，因为它需要访问实例变量instructor)        
        System.out.println(id);   
    } 

    // toString方法是实例方法，因为它需要访问实例变量instructor
    // 并且需要汇总静态数据，因此它通过实例访问静态数据是合理的
    public String toString() { 
        // 注意：在这里访问静态变量students和numStudents是允许的
        String s = "Instructor = " + instructor + "\n" + 
                   "Number of students = " + numStudents + "\n" + 
                   "Students: " + Arrays.toString(Arrays.copyOf(students, numStudents)) + "\n"; // 优化输出，只显示已添加的学生
        return s;   
    } 
} 

class Student { 
    private String name; 

    // 实例初始化块，在构造函数之前执行
    { 
      name = "noname";  
    } 

    public Student() { 

    } 

    public Student(String name) { 
        this.name = name;  
    } 

    public String toString() { return name; }     
} 

class Instructor { 
    private String name; 

    // 实例初始化块，在构造函数之前执行
    { 
      name = "noname";  
    } 

    public Instructor() { 

    } 

    public Instructor(String name) { 
      this.name = name;   
    } 

    public String toString() { return name; } 
}