Javaのstatic変数とは？その特徴及び付けた場合と付けない場合の違いを解説

(０)目次＆概説

(１) static修飾子
　 (１-１) staticメンバとは？
　(１-２) static変数
　　 (１-２-１) static変数の説明と特徴
　　 (１-２-２) static変数のサンプルコード
　 (１-３) staticメソッド
　　 (１-３-１) staticメソッドの説明と特徴
　　 (１-３-２) staticメソッドのサンプルコード

(１) static修飾子

(１-１) staticメンバとは？

「staticメンバ」とは「メンバ変数」(*注1)や「メソッド」(*注2)のうち、定義時に「static修飾子」を付けて定義したものを言います。

(図１)

(*注1)「メンバ変数」とは「クラス内＆メソッドの外」で定義された変数で、オブジェクトの属性を表します。
（例：名前、顧客番号、残高、口座番号、住所、生年月日・・等々の「属性」を保持する変数）

(*注2)「メソッド」とはオブジェクトに対して行う「操作」の処理内容を定義するものです。
（例：預け入れ、引き出し、振り込み、積み立て・・等々の「操作」の処理ロジックを記述するメソッド）

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(１-２) static変数

(１-２-１) static変数の説明と特徴

static修飾子を用いて宣言した変数を「クラス変数」（または「static変数」）と呼び、非staticな変数を「インスタンス変数」と呼びます。特徴としては下記の点があります。

変数名	定義＆概要	用途＆特徴
メンバ変数 ∟インスタンス変数	・static修飾子「なし」で宣言したメンバ変数の呼称	（＃１）変数として使用される事が多い。（＃２）クラスから生成された複数のオブジェクト間で共有されない（オブジェクト毎に領域を確保している）（＃３）[クラス名].[メンバ変数名]と指定してアクセスできない
メンバ変数 ∟クラス変数	・static修飾子「あり」で宣言したメンバ変数の呼称・別名は「static変数」とも呼びます・クラスの「メンバ変数」と「メソッド」にのみ指定できます	（＃４）定数として使用される事が多い。（＃５）クラスから生成された全てのオブジェクトで共有される（＃６）[クラス名].[メンバ変数名]と指定してアクセスできる（＃７）クラスからオブジェクトを生成せずに利用できる（個々のオブジェクトとは関係なく存在する）

(１-２-２) static変数のサンプルコード

上記（＃５）の性質を実際に確認した例が下記です。

(図２)

■サンプルプログラム

//[StaticDetail.java]
package training;
public class StaticDetail {
        
        //クラス変数(Static)と、インスタンス変数(非Static)を両方用意
        static String stat="Static Variable";
        String nstat="Non-Static Variable";
        
        //クラスメソッド(Static)と、インスタンスメソッド(非Static)を両方用意
        public static void StaticMethod(String a_word) {
                System.out.println("[Static Method] is called with ["+a_word+"]");
        }

        public void NonStaticMethod(String a_word) {
                System.out.println("[Non-Static Method] is called with ["+a_word+"]");
        }
}

//[StaticMain.java]
//Mainメソッドを記述
package training;
public class StaticMain {
        public static void main(String args[]) {
                //StaticDetail.StaticMethod(StaticDetail.stat);

                StaticDetail sd1 = new StaticDetail();
                StaticDetail sd2 = new StaticDetail();
                StaticDetail sd3 = new StaticDetail();
                System.out.println("sd1 output : "+sd1.stat);
                System.out.println("sd2 output : "+sd2.stat);
                System.out.println("sd3 output : "+sd3.stat);

        }
}

■実行結果

sd1 output : Static Variable
sd2 output : Static Variable
sd3 output : Static Variable

上記（＃６）（＃７）の性質を実際に確認した例が下記です。

(図３)

■サンプルプログラム

//[StaticDetail.java]
package training;
public class StaticDetail {

        //クラス変数(Static)と、インスタンス変数(非Static)を両方用意
        static String stat="Static Variable";
        String nstat="Non-Static Variable";
		
        //クラスメソッド(Static)と、インスタンスメソッド(非Static)を両方用意
        public static void StaticMethod(String a_word) {
                System.out.println("[Static Method] is called with ["+a_word+"]");
        }
		
        public void NonStaticMethod(String a_word) {
                System.out.println("[Non-Static Method] is called with ["+a_word+"]");
        }
}

//[StaticMain.java]
//Mainメソッドを記述
package training;
public class StaticMain {
        public static void main(String args[]) {
                //クラス変数を[クラス名].[メンバ変数名]で呼出し
                //クラスメソッドを[クラス名].[メソッド名]で呼出し
                StaticDetail.StaticMethod(StaticDetail.stat);
        }
}

■実行結果

[Static Method] is called with [Static Variable]

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(１-３) staticメソッド

(１-３-１) staticメソッドの説明と特徴

static修飾子を用いて宣言したメソッドを「クラスメソッド」と呼び、、非staticな変数を「インスタンスメソッド」と呼びます。特徴としては下記の点があります。

メソッド名	定義＆概要	用途＆特徴
メソッド ∟インスタンスメソッド	・static修飾子「なし」で宣言したメソッドの呼称	（＃１）同一クラス内のあらゆるメンバ変数やメソッドを操作できる
メソッド ∟クラスメソッド	・static修飾子「なし」で宣言したメソッドの呼称	（＃２）クラスからオブジェクトを生成せずに利用できる（個々のオブジェクトとは関係なく存在する）（＃３）[クラス名].[メソッド名]と指定してアクセスできる（＃４）staticなメソッドからは、同一クラス内の非staticな変数やメソッドは操作できない（インスタンス変数・インスタンスメソッド）

上記（＃２）（＃３）の性質を実際に確認した例は「(１-２) static変数」の(図３)になります。

(１-２-２) static変数のサンプルコード

上記（＃４）の性質を実際に確認した例が下記です。
■サンプルプログラム

//（＃５）確認用のプログラム
package training;
public class StaticDetail {
        //クラス変数(Static)と、インスタンス変数(非Static)を両方用意
        static String stat="Static Variable";
        String nstat="Non-Static Variable";
		
        //クラスメソッド(Static)と、インスタンスメソッド(非Static)を両方用意
        public static void StaticMethod(String a_word) {
                System.out.println("[Static Method] is called with ["+a_word+"]");
        }

        public void NonStaticMethod(String a_word) {
                System.out.println("[Non-Static Method] is called with ["+a_word+"]");
        }

	    //クラスメソッド(Static)の中でそれぞれ下記を実行
	    public static void main(String args[]) {
                //(1) クラスメソッド(Static)の中でクラスメソッド(Static)を実行（引数もクラス変数(Static)）
                //[正常終了の想定]
		StaticMethod(stat);
				
                //(2) クラスメソッド(Static)の中でクラスメソッド(Static)を実行（ただし、引数はインスタンス変数(非Static)）
                //[エラーの想定]
                StaticMethod(nstat);

                //(3) クラスメソッド(Static)の中でインスタんメソッド(非Static)を実行（ただし、引数はクラス変数(Static)）
                //[エラーの想定]
                NonStaticMethod(stat);
        }
}

■実行結果（エラーメッセージ

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problems:
        Cannot make a static reference to the non-static field nstat
        Cannot make a static reference to the non-static method NonStaticMethod(String) from the type StaticDetail

        at training.StaticDetail.main(StaticDetail.java:18)

(図４)

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