Видимость переменных

1. Локальные переменные

Давайте немного серьезнее поговорим о переменных. Но в этот раз обсудим не их внутреннее устройство, а взаимодействие переменных с кодом, в котором они находятся.

Все переменные, которые объявлены внутри методов, называются локальными переменными. Локальная переменная существует только в том блоке кода, в котором она объявлена. Или, если быть точнее, существует с момента объявления и до конца блока кода, в котором объявлена.

Давайте для простоты рассмотрим пример:

public static void main(String[] args)
{
   int a = 5;
   if (a < 10)
   {
     int b = 10;
     while (true)
     {
       int x = a + b;
       System.out.println(x);
     }
     System.out.println(b);
   }

}

a
a
a
a, b
a, b
a, b
a, b, x
a, b, x
a, b
a, b
a
a

Давайте проговорим о доступности локальных переменных еще раз. Вот есть блок кода, состоящий из фигурных скобок: это может быть тело метода, тело цикла или просто блок кода у условного оператора. Переменная, объявленная в блоке кода, существует до конца этого блока кода.

Если переменную объявить в теле цикла, она и будет существовать только в теле цикла. Создаваясь и уничтожаясь на каждом витке цикла.

Пример:

public static void main(String[] args)
{
   int a = 5;
   if (a < 10)
   {
     int b = 10;
     System.out.println(b);
   }

   if (a < 20)
   {
     int b = 20;
     System.out.println(b);
   }
}

a
a
a
a, b
a, b
a
a
a
a
a, b
a, b
a

Вторую локальную переменную с именем b мы смогли объявить только потому, что первая переменная b не видна в блоке кода, где объявлена вторая переменная b.

2. Переменные-параметры

Как мы уже раньше говорили, у каждого метода могут быть переменные-параметры. А что насчет их видимости и времени жизни?

Тут все довольно просто. Переменные-параметры создаются, когда управление передается в код метода (код метода начинает выполняться), и удаляются, когда работа метода завершается. Видны они во всем теле метода.

Пример:

public static void main(String[] args)
{
   int a = 5;
   if (a < 10)
   {
     int b = 10;
     while (true)
     {
       int x = a + b;
       System.out.println(x);
     }
     System.out.println(b);
   }

}

args
args, a
args, a
args, a
args, a, b
args, a, b
args, a, b
args, a, b, x
args, a, b, x
args, a, b
args, a, b
args, a
args, a

Как мы уже говорили ранее, args — это просто переменная типа массив строк. И как и все переменные-параметры, она доступна везде внутри тела метода. Хотя в наших примерах мы ее обычно игнорируем.

3. Переменные класса

Как вы помните из лекций 1-го уровня, класс может содержать функции и переменные. Функции при этом принято называть «методами класса», а переменные — «переменными класса» или «полями класса». Фактически в рамках Java это синонимы.

Что же такое переменные (или поля) класса?

Переменные класса — это переменные, объявленные не в методе, а в классе.

К ним можно обращаться из любого метода класса. Грубо говоря переменные класса — это общие переменные для всех методов класса.

Пример:

public class Solution
{
   public int count = 0;
   public int sum = 0;

   public void add(int data)
   {
     sum = sum + data;
     count++;
   }

   public void remove(int data)
   {
     sum = sum - data;
     count--;
   }
}

count
count, sum
count, sum
count, sum
count, sum, data
count, sum, data
count, sum, data
count, sum
count, sum
count, sum
count, sum, data
count, sum, data
count, sum, data
count, sum
count, sum

В этом примере у нас есть два метода — add() и remove(). Метод add() увеличивает переменные класса sum и count, а метод remove() уменьшает переменные sum и count. Оба метода работают с общими переменными класса.

Локальные переменные существуют, пока выполняется метод. Переменные же класса существуют столько, сколько существует объект класса, к которому они принадлежат. Подробнее об объектах класса вы узнаете на следующем уровне.

4. Статические переменные

Переменные класса, как и методы класса, бывают статические и нестатические (обычные). Статические методы могут обращаться только к статическим переменным.

В 11-м уровне мы разберем устройство статических переменных и методов и поймем причины таких ограничений.

Чтобы сделать переменную класса статической, надо перед ее объявлением написать ключевое слово static.

Статические переменные привязаны не к объекту класса, в котором они объявлены, а к самому классу. Поэтому они существуют, даже если не создано ни одного объекта типа класса. Обращаться к ним из других классов можно с помощью конструкции вида:

ClassName.variableName

Пример:

public class Solution
{
   public void add(int data)
   {
     Storage.sum = Storage.sum + data;
     Storage.count++;
   }

   public void remove(int data)
   {
     Storage.sum = Storage.sum - data;
     Storage.count--;
   }
}

public class Storage
{
   public static int count = 0;
   public static int sum = 0;
}

Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum, data
Storage.count, Storage.sum, data
Storage.count, Storage.sum, data
Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum, data
Storage.count, Storage.sum, data
Storage.count, Storage.sum, data
Storage.count, Storage.sum



Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum
Storage.count, Storage.sum

В приведённом выше примере мы создали отдельный класс Storage, вынесли в него переменные count и sum и объявили их статическими. К публичным статическим переменным можно обращаться из любого метода программы (да и не только из метода).