Statische Methoden & Felder

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der Dart-Journey von Coddy — Lektion 20 von 110.

Nachdem Sie nun den Unterschied zwischen Instanz- und statischen Membern verstehen, lassen Sie uns untersuchen, wie man statische Methoden und Felder effektiv einsetzt. Statische Member eignen sich hervorragend für Funktionalitäten, die eher zum Klassenkonzept selbst als zu einzelnen Objekten gehören.

Statische Felder speichern Daten, die über alle Instanzen hinweg gemeinsam genutzt werden. Häufige Verwendungszwecke sind Zähler, Konfigurationswerte oder gecachte Daten:

class MathHelper {
  static const double pi = 3.14159;
  static int calculationCount = 0;
  
  static double circleArea(double radius) {
    calculationCount++;
    return pi * radius * radius;
  }
}

print(MathHelper.circleArea(5));  // 78.53975
print(MathHelper.circleArea(3));  // 28.27431
print(MathHelper.calculationCount);  // 2

Beachten Sie, dass Sie statische Methoden direkt über den Klassennamen aufrufen, nicht über eine Instanz. Die Klasse MathHelper funktioniert wie ein Utility – Sie müssen nie ein MathHelper-Objekt erstellen.

Eine wichtige Regel: Statische Methoden können nicht direkt auf Instanzmitglieder zugreifen. Sie haben keinen Zugriff auf this, da sie nicht an ein bestimmtes Objekt gebunden sind:

class Counter {
  int value = 0;  // Instanzfeld
  static int total = 0;  // Statisches Feld
  
  void increment() {
    value++;  // OK - Instanzmethode greift auf Instanzfeld zu
    total++;  // OK - Instanzmethode kann auf statisches Feld zugreifen
  }
  
  static void reset() {
    total = 0;  // OK - statische Methode greift auf statisches Feld zu
    // value = 0;  // Fehler! Zugriff auf Instanzfeld nicht möglich
  }
}

Verwenden Sie statische Member, wenn die Funktionalität nicht vom Objektzustand abhängt – Utility-Funktionen, Factory-Tracking oder gemeinsam genutzte Konstanten sind ideale Kandidaten.

Aufgabe

Einfach

Lassen Sie uns eine Hilfsklasse für String-Operationen erstellen, die zeigt, wie statische Methoden und Felder zusammenarbeiten, um hilfreiche Funktionen bereitzustellen, ohne dass Objekte erstellt werden müssen.

Sie werden zwei Dateien erstellen, um Ihren Code zu organisieren:

string_utils.dart: Definieren Sie eine StringUtils-Klasse, die als Hilfsklasse dient. Ihre Klasse sollte Folgendes enthalten:
- Ein static const String defaultSeparator, der auf '-' gesetzt ist
- Ein static int operationCount, das bei 0 beginnt, um zu verfolgen, wie viele Operationen durchgeführt wurden
- Eine statische Methode reverse(String text), die operationCount erhöht und den umgekehrten String zurückgibt
- Eine statische Methode join(String first, String second), die operationCount erhöht und die beiden Strings, verbunden mit dem defaultSeparator, zurückgibt
- Eine statische Methode countVowels(String text), die operationCount erhöht und die Anzahl der Vokale (a, e, i, o, u - unabhängig von Groß-/Kleinschreibung) zurückgibt
- Eine statische Methode getStats(), die einen String zurückgibt, der die Gesamtzahl der durchgeführten Operationen anzeigt
main.dart: Importieren Sie Ihre Hilfsklasse und verwenden Sie deren statische Methoden:
- Rufen Sie reverse() mit 'hello' auf und geben Sie das Ergebnis aus
- Rufen Sie join() mit 'dart' und 'lang' auf und geben Sie das Ergebnis aus
- Rufen Sie countVowels() mit 'Programming' auf und geben Sie Vowels: [count] aus
- Geben Sie die Statistiken mit getStats() aus

Denken Sie daran, alle Methoden direkt über den Klassennamen aufzurufen, da sie statisch sind – Sie werden keine StringUtils-Objekte erstellen.

Die Methode getStats() sollte in diesem Format zurückgeben:

Operations performed: [operationCount]

Erwartete Ausgabe:

olleh
dart-lang
Vowels: 3
Operations performed: 3

Spickzettel

Statische Member gehören zur Klasse selbst und nicht zu einzelnen Instanzen. Greifen Sie über den Klassennamen auf sie zu, nicht über ein Objekt.

Statische Felder speichern Daten, die von allen Instanzen gemeinsam genutzt werden:

class MathHelper {
  static const double pi = 3.14159;
  static int calculationCount = 0;
  
  static double circleArea(double radius) {
    calculationCount++;
    return pi * radius * radius;
  }
}

print(MathHelper.circleArea(5));  // 78.53975
print(MathHelper.calculationCount);  // 1

Zugriffsregeln:

Instanzmethoden können sowohl auf Instanz- als auch auf statische Member zugreifen
Statische Methoden können nur auf statische Member zugreifen (kein Zugriff auf this)

class Counter {
  int value = 0;  // Instanzfeld
  static int total = 0;  // Statisches Feld
  
  void increment() {
    value++;  // OK - Instanzmethode greift auf Instanzfeld zu
    total++;  // OK - Instanzmethode kann auf statisches Feld zugreifen
  }
  
  static void reset() {
    total = 0;  // OK - statische Methode greift auf statisches Feld zu
    // value = 0;  // Fehler! Zugriff auf Instanzfeld nicht möglich
  }
}

Verwenden Sie statische Member für Hilfsfunktionen, gemeinsam genutzte Konstanten, Zähler oder Funktionen, die nicht vom Objektzustand abhängen.

Probier es selbst

import 'string_utils.dart';

void main() {
  // TODO: Rufe reverse() mit 'hello' auf und gib das Ergebnis aus
  
  // TODO: Rufe join() mit 'dart' und 'lang' auf und gib das Ergebnis aus
  
  // TODO: Rufe countVowels() mit 'Programming' auf und gib "Vowels: [count]" aus
  
  // TODO: Gib die Statistiken mit getStats() aus
}