راهنمای استفاده از کلیدواژه ی static در زبان برنامه نویسی جاوا

[*بانو بهار*]

این آموزش قصد داریم تا با کلید واژه ی static در زبان برنامه نویسی جاوا آشنا شویم. معنای لغوی این کلید واژه معادل است با «ثابت، ساکن و ایستا» و در حقیقت هر کجای برنامه خود که بخواهیم چیزی همچون یک متغیر را ثابت نگه داریم از این کلید واژه می بایست استفاده نماییم. در این آموزش برای درک بهتر مفهوم static ابتدا یک سناریو تعریف می کنیم.

فرض کنیم که در یک باشگاه بدنسازی (مخصوص برنامه نویسان آقا) یا یک باشگاه ایروبیک (مخصوص برنامه نویسان خانم) تمرین می کنیم. از آنجا که مدیر این باشگاه می داند که ما یک برنامه نویس هستیم از ما می خواهد که یک برنامه ثبت نام برای برای باشگاه ورزشی بنویسم. ما هم از این پیشنهاد استقبال کرده و نرم افزار اکلیپس را باز می کنیم!

برای این منظور یک پروژه جدید در محیط اکلیپس تحت عنوان Sport Club ایجاد کرده و کلاسی به نام Athlete به معنی "ورزشکار" در آن می سازیم (به خاطر داشته باشیم که برای این کلاس نمی بایست گزینه public static void main را در حین ساخت این کلاس تیک دار نماییم.) کد ما می بایست به شکل زیر باشد:

public class Athlete {

}
در حقیقت این کلاس مربوط به بخشی از برنامه ی ما است که مسئولیت دارد تا اطلاعات تک تک ورزشکاران باشگاه را مدیریت کند. از آنجا که هر متقاضی در باشگاه می بایست نام، نام خانوادگی، تاریخ تولد و شماره عضویت خود را در سیستم به ثبت رساند، پس می بایست متغیرهایی ایجاد کنیم که این اطلاعات را در خود ذخیره سازند. برای این منظور کد خود را به شکل زیر تکمیل می کنیم:

public class Athlete {
String name;
String lastName;
int dateOfBirth;
int registrationNumber;
}
همان طور که در کد فوق ملاحظه می شود، دو آبجکت از روی کلاس String تحت عناوین name و lastName به معنی به ترتیب "نام" و "نام خانوادگی" ایجاد کرده سپس یک متغیر از جنس عدد صحیح تحت عنوان dateOfBirth به معنی "تاریخ تولد" و یک متغیر دیگر هم از همان نوع تحت عنوان registrationNumber به معنی "شماره عضویت" ایجاد کرده ایم.

ما به هر تعداد ورزشکار که داشته باشیم، به همان تعداد می بایست آبجکت از روی این کلاس برای ایشان ایجاد کنیم و این در حالی خواهد بود که هر کدام از آن آبجکت ها دارای name و lastName و dateOfBirth و registrationNumber مخصوص به خود خواهد بود که جایی در حافظه سیستم ذخیره خواهند شد. زمانی که یک ورزشکار جدید در باشگاه ثبت نام می کند مسلماً دارای نام، نام خانوادگی و تاریخ تولد مختص به خود است اما این در حالی است که شماره عضویت ایشان به هیچ وجه تحت کنترل وی نبوده و به طور مثال نمی تواند برای خود شماره عضویت 7 را در نظر بگیرد.

برای این منظور روشی که از آن طریق می توان چنین محدودیتی را ایجاد کرد استفاده از کلید واژه static برای متغیر registrationNumber است. به عبارت دیگر با قرار دادن کلید واژه ی static پیش از نام یک متغیر این امکان را فراهم خواهیم ساخت که متغیر مد نظر را به متغیری تبدیل کنیم که در همه آبجکت های ساخته شده از روی کلاسی که حاوی آن متغیر هستند ثابت باشد. در زبان جاوا به چنین متغیرهایی Static Field گفته می شود. در واقع این دسته از متغیرها مرتبط با آبجکت ساخته شده از روی کلاس نبوده بلکه مستقیماً مرتبط با خود کلاس هستند که جای ثابتی را در حافظه سیستم به خود اختصاص می دهند. برای ایجاد چنین محدودیتی کد فوق را به شکل زیر تکمیل ویرایش می کنیم:

public class Athlete {
String name;
String lastName;
int dateOfBirth;
static int registrationNumber;
}
همانطور که در کد فوق ملاحظه می شود پیش از کلید واژه ی int، کلید واژه static را نوشته ایم. همانطور که در ادامه آموزش خواهیم دید، بخشی از برنامه ما این مسئولیت را خواهد داشت که برای اولین نفر ثبت نامی عدد 1 و برای دهمین نفر ثبت نامی عدد 10 را در نظر خواهد گرفت. برای این منظور کد فوق را به شکل زیر تکمیل می کنیم:

public class Athlete {
String name;
String lastName;
int dateOfBirth;
static int registrationNumber = 0;
}
می بینیم که در کد فوق مقدار اولیه برای registrationNumber است معادل با 0 قرار داده شده است و علت این مسئله هم آن است که در حال حاضر هیچ کسی عضو باشگاه نیست. برای ادامه کار نیاز است تا یک Constructor از روی کلاس خود ایجاد کنیم(در آموزش های آتی، بیشتر در مورد مفهوم کانستراکتورها صحبت خواهیم کرد):

public class Athlete {
String name;
String lastName;
int dateOfBirth;
static int registrationNumber = 0;
public Athlete(String nameOfAthlete, String lastNameOfAthlete,
int dateOfBirthOfAthlete) {
name = nameOfAthlete;
lastName = lastNameOfAthlete;
dateOfBirth = dateOfBirthOfAthlete;
registrationNumber++;
}
}
می بینیم که یک کانستراکتور ایجاد کرده و برای آن سه پارامتر ورودی تحت عناوین nameOfAthlete و lastNameOfAthlete و dateOfBirthOfAthelte به ترتیب به معانی " نام ورزشکار" و "نام خانوادگی ورزشکار" و "تاریخ تولد ورزشکار" در نظر گرفته ایم. سپس در ادامه ی کد مربوط به این کانستراکتور، مقدار Field خود تحت عنوان name را برابر با nameOfAthlete و مقدار lastName را برابر با lastNameOfAthlete و در نهایت مقدار dateOfBirth را معادل با dateOfBirthOfAthelte قرار داده ایم.

به عبارت دیگر، کلیه ی مقادیر مرتبط با پارامترهای آبجکت های ساخته شده از روی این کلاس به Field ها یا همان متغیرهای مرتبط با آن ها انتقال خواهد یافت. در نهایت با اضافه کردن ++registrationNumber، این دستور را به برنامه می دهیم که در هر بار ساخته شدن یک آبجکت جدید از روی این کلاس، یک واحد به مقدار اولیه این متغیر اضافه کند. در ادامه نیاز داریم تا متدی تعریف کنیم که اطلاعات هر ورزشکار را روی صفحه ی کنسول دهد. برای این منظور کد فوق را به شکل زیر تکمیل می کنیم:

public class Athlete {
String name;
String lastName;
int dateOfBirth;
static int registrationNumber = 0;
public Athlete(String nameOfAthlete, String lastNameOfAthlete,
int dateOfBirthOfAthlete) {
name = nameOfAthlete;
lastName = lastNameOfAthlete;
dateOfBirth = dateOfBirthOfAthlete;
registrationNumber++;
}
public void showAthleteInfo() {
System.out.println("Your name is " + name);
System.out.println("Your last name is " + lastName);
System.out.println("Your date of birth is " + dateOfBirth);
System.out.println("Your registration No is "
+ registrationNumber);
}
}
یک متد از جنس void تحت عنوان showAthleteInfo به معنی "اطلاعات ورزشکار را نشان بده" ایجاد کرده ایم (علت این که نوع این متد void انتخاب شده است این می باشد که این متد قرار نیست تا داده ای را return کند.) درون این متد چهار بار از دستور ;()System.out.println استفاده کرده ایم تا از آن طریق بتوانیم به ترتیب اطلاعات مربوط به نام، نام خانوادگی، تاریخ تولد و همچنین شماره عضویت ورزشکاران را روی صفحه نمایش دهیم. در آموزش آتی خواهیم دید که به چه نحوه می توان آبجکت های دیگری از روی این کلاس ساخت.