Java 靜態變數的應用

Java 程式設計(二) ：第七章類別與物件產生上一頁 下一頁

7-5 靜態變數的應用

內容：

7-5-1 類別變數 - static

7-5-2 範例研討：智慧型庫存管理系統

7-5-3 範例研討：停車場管理系統

7-5-1 類別變數 - static

基本上，經由類別產生若干個物件後，各個物件都屬獨立性個體，有自己的記憶體空間、變數成員與方法成員。但某些情況下，我們還是希望同一類別所產生的物件們，之間保留有一些連帶關係。讓物件之間保留關係，最簡單的方法的讓物件之間享有共同的變數成員，此型態變數稱為『靜態變數』（Static variable）或『類別變數』（Class variable）。類別實體內宣告某一個靜態變數（如 static int a;）之後，無論該類別產生多個物件（如 x、y、z...等），靜態變數都指向同一變數（如 x.a、y.a、z.a）；也就是說，改變任一物件的靜態變數（如 x.a）的內容，則其他靜態變數的內容也隨之改變（如 y.a 或 z.a）；如圖 7-8 所示。

圖 7-12 靜態變數的特性

靜態變數的宣告語法如下：

class product {

…..

static int total;

}

重點說明如下：

(1) 宣告類別變數必須加入 static 關鍵字。

(2) 類別變數同樣具有 public、private 與 protected 屬性。

(3) 宣告範例如下：public static int a、private static String name...等。

7-5-2 範例研討：智慧型庫存管理系統

（A）程式功能：Ex7_2.java

許多經理人都想盡辦法降低庫存量與增加銷售量，來增加公司的獲利，但兩者其實互相衝突。當庫存量不足時，可能會嚴重影響到銷售的順暢性，庫存量太高則會積壓公司資金，如何掌握最恰當的庫存量，實為考驗經理人能力的關鍵，最簡單的方法是隨時掌握目前庫存金額多寡。因此，『春嬌超商連鎖公司』期望建立一套智慧型的庫存管理系統。

該系統允許選擇商品及進貨或出貨數量，進貨用正號（如 +10）；出貨用減號（如 -10）。庫存檔案儲存於 product.data 內，每一商品包含四個欄位：{品名、單價、庫存量、金額、總庫存金額}（如可口奶滋），其中 "金額" 為該項產品庫存金額。"總庫存金額" 為所有庫存量的總金額；進出任何商品後，總庫存金額會登錄目前所有金額多寡。除了能滿足一般庫存系統的功能外，也能讓經理人隨時了解目前庫存金額多寡。期望操作介面如下：

D:\Java2_book\chap7\Ex7_2>javac Ex7_2.java

D:\Java2_book\chap7\Ex7_2>dir/b

Ex7_2.class 【主程式類別】

Ex7_2.java 【主程式檔案】

Product.class 【產品類別】

Product.data 【產品資料檔案】

D:\Java2_book\chap7\Ex7_2>java Ex7_2

**** 未登錄前庫存量 ***

品名單價庫存量金額總庫存金額

可口奶滋 20 50 1000 2780

黑松汽水 12 40 480 2780

味全鮮乳 15 50 750 2780

頻果西打 8 80 640 2780

(1) 可口奶滋 (2) 黑松汽水 (3) 味全鮮乳 (4) 頻果西打

請輸入貨品編號(或大於 5 離開) =>4

進出貨數量 =>20

品名單價庫存量金額總庫存金額

可口奶滋 20 50 1000 2940

黑松汽水 12 40 480 2940

味全鮮乳 15 50 750 2940

頻果西打 8 100 800 2940

總庫存金額(product.total) = 2940

（B）製作技巧研討：

吾人將 Product 類別中庫存總金額宣告成類別變數（static int total;），當任何一樣產品變更此內容時，所有產品的 total 值隨之改變。因此，查閱任何一筆資料都可以知道目前總庫存金額多寡。

接著，吾人必須利用編輯工具(如 notepad ++) 建立一個 product.data 庫存資料檔，如下圖所示。進入系統後，它讀取庫存資料。

D:\Java2_book\chap7\Ex7_2>type product.data

可口奶滋 20 50 1000 2780

黑松汽水 12 40 480 2780

味全鮮乳 15 50 750 2780

頻果西打 8 80 640 2780

（C）程式範例：

圖 7-13 Ex7_2 程式架構

//Ex7_2.java

import java.io.*;

import java.util.Scanner;

class Product {

String name; //產品名稱

int price; // 單價

int storage; // 庫存量

int deposit; // 金額

static int total; // 庫存總金額(類別變數)

}

public class Ex7_2 {

public static void main(String args[]) throws IOException {

Product[] article = new Product[20];

Scanner keyin=new Scanner(System.in);

String file = "Product.data";

String inData;

int k=0, select, count;

File fileID = new File(file);

if (fileID.exists()) {

BufferedReader data = new BufferedReader(new

FileReader(fileID));

while ((inData=data.readLine()) != null) {

Scanner s = new Scanner(inData).useDelimiter("\t");

article[k] = new Product();

article[k].name = s.next();

article[k].price = s.nextInt();

article[k].storage = s.nextInt();

article[k].deposit = s.nextInt();

article[k].total = s.nextInt();

k = k +1;

}

data.close();

}

else{

System.out.printf("%s file not existed\n", file);

return;

}

System.out.printf("**** 未登錄前庫存量 ***\n");

System.out.printf("品名\t\t單價\t庫存量\t金額\t總庫存金額\n");

for (int i=0; i<k; i++) {

System.out.printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\n", article[i].name,

article[i].price, article[i].storage,

article[i].deposit, article[i].total);

}

System.out.printf("\n");

for (int i=0; i<k; i++)

System.out.printf("(%d) %s\t", i+1, article[i].name);

System.out.printf("\n");

System.out.printf("\t請輸入貨品編號(或大於 5 離開) =>");

select = keyin.nextInt();

if (select < 5) {

System.out.printf("\t 進出貨數量 =>");

count = keyin.nextInt();

int s1 = select-1;

int m1 = article[s1].price * count;

article[s1].storage = article[s1].storage + count;

article[s1].deposit = article[s1].deposit + m1;

article[s1].total = article[s1].total + m1;

}

System.out.printf("品名\t\t單價\t庫存量\t金額\t總庫存金額\n");

for (int i=0; i<k; i++) {

System.out.printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\n", article[i].name,

article[i].price, article[i].storage,

article[i].deposit, article[i].total);

}

System.out.printf("總庫存金額(product.total) = %d\n", Product.total);

}

（D）程式重點分析

(1) 第 21~40 行：系統啟動後，立即將 Product.data 檔案內所儲存的庫存資料讀入，並儲存於 article[] 物件陣列內，其中利用變數 k 紀錄有多少筆資料。

(2) 第 41~48 行：將 article[] 陣列內容顯示於螢幕上。

(3) 第 49~51 行：將陣列 article[] 內每一筆資料的產品名稱（article[i].name）印出，讓操作者選擇登錄哪一樣產品。

(4) 第 53~63 行：計算操作者所登錄產品的進出貨。

(5) 第 64~71 行：輸出登錄後的庫存資料。

7-5-3 範例研討：停車場管理系統

（A）程式功能：Ex7_3.java

高雄市政府公告『前金立體停車場管理系統』招標事項，該系統需具有下列功能：（假設範例）

(1) 顯示目前停車車輛：顯示目前每部車子的停車票號碼與進場時間。

(2) 車輛進入取票：車輛進入停車場時，會給予車子一個停車票，其中包含停車票號碼與進場時間。停車號碼由 1 開始累增。

(3) 車輛出場繳費：車輛離開時，需繳交停車票；系統搜尋該車輛紀錄時間，並計算停車費用（每 30 分鐘 20 元）。

(4) 還未安裝計時時鐘，時鐘的時間由人工輸入設定。

參與投標者須建立一套模擬系統，除了可提供上述功能之外，為增加現場臨場感，需增加一項設定目前時間的功能，作為計算停車費的依據。期望雛型模擬系統具有下列操介面：

(1) 編譯後，正常執行如下：

D:\Java2_book\chap7\PM7_1>javac Customer.java 【編譯 Customer.java】

D:\Java2_book\chap7\PM7_1>javac PM7_1.java 【編譯 PM7_1.java】

D:\Java2_book\chap7\Ex7_3>javac carTicket.java 【編譯 carTicket.java】

D:\Java2_book\chap7\Ex7_3>javac Ex7_3.java 【編譯 Ex7_3.java】

D:\Java2_book\chap7\Ex7_3>dir/b 【產生相關檔案 4 個類別】

Cars.class 【停車場車輛物件】

carTicket.class 【停車票物件】

carTicket.java

Clock.class 【公用計時物件】

Ex7_3.class 【主類別】

Ex7_3.java

(2) 主選單有 5 個選項，選項 1 為顯示目前停車場各輛車的進場時間、選項 2 為模擬計時器，利用人工輸入目前時間、選項 3 是車輛進入停車場，取票與開始計時、選項 4 是車輛離開時，繳費與刪除，如下：

D:\Java2_book\chap7\Ex7_3>java Ex7_3

** 高雄市前金立體停車場管理系統目前時間 0 時 0 分 **

(1) 顯示目前停車 (2) 設定目前時間

(3) 車輛進入取票 (4) 車輛出場繳費

(5) 離開系統

目前車輛 0 請輸入工作選項 =>

(3) 首先設定目前時間(選項 2)，如設定目前時間是 8 時20 分，如下：

目前車輛 0 請輸入工作選項 =>2

請輸入目前時間(時/分) =>08/20

** 高雄市前金立體停車場管理系統目前時間 8 時 20 分 **

(1) 顯示目前停車 (2) 設定目前時間

(3) 車輛進入取票 (4) 車輛出場繳費

(5) 離開系統

(4) 當車輛進入時，會自動產生停車號碼，與登錄當時時間，如下：

目前車輛 0 請輸入工作選項 =>3

請按<Enter>鍵取票 (票號：1) =>

(5) 如進入 3 輛車後，顯示目前停車場車輛(選項 1)，如下：

目前車輛 3 請輸入工作選項 =>1

停車票號進入時間

1 8 時 20 分

2 9 時 10 分

3 9 時 40 分

** 高雄市前金立體停車場管理系統目前時間 9 時 40 分 **

(1) 顯示目前停車 (2) 設定目前時間

(3) 車輛進入取票 (4) 車輛出場繳費

(5) 離開系統

目前車輛 3 請輸入工作選項 =>

(6) 當 2 號車欲離開時，其操作如下(選項 4)：

目前車輛 3 請輸入工作選項 =>4

請出示停車票 =>2

請繳交 20 停車費(按<Enter>鍵) =>

** 高雄市前金立體停車場管理系統目前時間 9 時 40 分 **

(1) 顯示目前停車 (2) 設定目前時間

(3) 車輛進入取票 (4) 車輛出場繳費

(5) 離開系統

目前車輛 2 請輸入工作選項 =>

（B）製作技巧提示：

製作此系統時需考慮車輛進出口並不一定會相同，即是系統可能由：入口（車輛進入取票功能）、出口（車輛出場繳費功能）、與管理處（顯示目前停車功能）等 3 個地方同時操作。因此需將儲存停車資料檔案設定成共享資料，為了方便系統設計，我們採用物件導向設計理念，圖 7-9 為資料流程概念圖。首先我們宣告停車票類別（carTicket），描述每張停車票的內容：ticket 與 enterTime[2]，前者為停車票號碼、後者為車輛進場時間（時與分）。另外，製作一個停車票紀錄類別 Cars，期望它是共用屬性，因此宣告成靜態類別，所有程式都可直接存取。Cars 類別包含：car[] 與 number，前者紀錄每張停車票的資料，後者紀錄目前停車場的車輛數目。本系統也須設定一個靜態時間類別 Clock，紀錄目前時間。

圖 7-14 範例 Ex7_3 資料流程

（C）相關類別設計（carTicket.java）

依照上述的規劃，我們需要 3 個類別，將其製作於 carTicket.java 檔案，編譯後會分別產生下列 3 個類別檔案（如圖 7-9 所示），功能如下：

(1) carTicket.class：停車票類別。功能是記錄停車票號碼，以及車輛進場時間；成員如下：

(a) int setTicket()：設定停車票號碼的方法。

(b) int getTicket()：取得停車票號碼的方法。

(2) Cars.class：儲存停車票的類別變數，包含有：

(a) static carTicket[] car：進入車輛的停車票記錄（靜態變數）。由此記錄可知該車輛何時進入停車場，可做收費的依據。

(b) static int number：紀錄目前停車場的車輛數（靜態變數）。

(3) Clock.class：主時鐘的類別變數。記錄目前時間，包含有：

(a) Static int clock：目前幾點鐘（時數，靜態變數）。

(b) Static int minute：目前幾分鐘（分鐘數，靜態變數）。

(4) carTicket.java 原始檔案如下所示：

圖 7-15 carTicket.java 程式架構

//carTicket.java

/* 停車票 */

class carTicket {

private static int count=0;

private int ticket; // 停車票號碼

int[] enterTime = new int[2]; // 進入停車場時間

int setTicket() { // 設定停車票號碼

count++;

ticket = count;

return ticket;

}

int getTicket() { // 取得停車票號碼

return ticket;

}

/* 目前停放車輛 */

class Cars {

static carTicket[] car = new carTicket[100];

static int number;

}

/*公眾計時器 (利用設定輸入) */

class Clock {

static int hour;

static int minute;

}

（D）主程式範例（Ex 7_3.java）

圖 7-16 Ex7_3 程式架構

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103

104

105

//Ex7_3.java

/* 請建立一套停車場管理系統，功能有:顯示目前停車車輛、

車輛進入取票、車輛出場繳費 */

import java.io.*;

import java.util.*;

public class Ex7_3 {

static Scanner keyin = new Scanner(System.in);

public static void main(String args[]) {

Cars.number = 0;

int select = get_menu();

while (select != 5) {

switch(select) {

case 1: // 顯示目前停車

disp_cars();

break;

case 2: // 設定現在時間

set_time();

break;

case 3: // 車輛進入

enter_car();

break;

case 4: // 車輛出場

outer_car();

break;

default:

System.out.printf("錯誤選擇, 請重新輸入\n");

}

select = get_menu();

}

/* 主功能表選單 */

static int get_menu() {

System.out.printf("\n** 高雄市前金立體停車場管理系統目前時間");

System.out.printf(" %d 時 %d 分 **\n", Clock.hour, Clock.minute);

System.out.printf("(1) 顯示目前停車 (2) 設定目前時間\n");

System.out.printf("(3) 車輛進入取票 (4) 車輛出場繳費\n");

System.out.printf("(5) 離開系統\n");

System.out.printf("目前車輛 %d 請輸入工作選項 =>", Cars.number);

int select = keyin.nextInt();

keyin.nextLine();

return select;

}

/* 顯示目前停車車輛 */

static void disp_cars() {

System.out.printf("停車票號\t\t進入時間\n");

for(int i=0; i<Cars.number; i++) {

System.out.printf("%d\t\t", Cars.car[i].getTicket());

System.out.printf("%d 時 %d 分\n", Cars.car[i].enterTime[0],

Cars.car[i].enterTime[1]);

}

/* 設定目前公用時間 */

static void set_time() {

System.out.printf("請輸入目前時間(時/分) =>");

String now = keyin.nextLine();

Scanner s = new Scanner(now).useDelimiter("/");

Clock.hour = s.nextInt();

Clock.minute = s.nextInt();

}

/* 車輛進場 */

static void enter_car() {

Cars.car[Cars.number] = new carTicket();

Cars.car[Cars.number].setTicket();

Cars.car[Cars.number].enterTime[0] = Clock.hour; //記錄時

Cars.car[Cars.number].enterTime[1] = Clock.minute; // 記錄分

int ticket = Cars.car[Cars.number].getTicket();

System.out.printf("請按<Enter>鍵取票 (票號：%d) =>", ticket);

keyin.nextLine();

Cars.number = Cars.number + 1; // 下一輛號碼

}

/* 車輛出場, 繳費 */

static void outer_car() {

System.out.printf("請出示停車票 =>");

int ticket = keyin.nextInt();

keyin.nextLine();

int flag =0, i;

for(i=0; i<Cars.number; i++) { // 搜尋該停車號

if(ticket == Cars.car[i].getTicket()){

flag = 1;

break;

}

if (flag == 0) {

System.out.printf("查無此車輛 \n");

return;

}

int hour = Clock.hour - Cars.car[i].enterTime[0];

int minute = Clock.minute - Cars.car[i].enterTime[1];

minute = minute + hour * 60;

int tax = (minute/30) * 20;

for(int j=i; j<Cars.number; j++) // 刪除該車票紀錄

Cars.car[j] = Cars.car[j+1];

Cars.number = Cars.number - 1; // 停車數 - 1

System.out.printf("請繳交 %d 停車費(按<Enter>鍵) =>", tax);

keyin.nextLine();

}

翻轉工作室：粘添壽

Java 程式設計(二) 含物件導向

第一章 JDK 安裝與開發步驟
第二章一維陣列
第三章二維陣列
第四章陣列資料結構
第五章物件變數與物件陣列
第六章檔案輸入與輸出
第七章類別與物件產生
- 7-1 物件導向設計理念
- 7-2 類別的產生
- 7-3 物件的產生
- 7-4 自我挑戰：驗證身分證號
- 7-5 靜態變數的應用
- 7-6 專題研討：儲蓄存款系統
第八章方法與方法庫產生
第九章繼承性與多形性運用
第十章例外處理
第十一章 Java+MySQL 專題研討：銀行存款系統

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