Javaのstatic修飾子：クラス変数（static変数）、クラスメソッド（staticメソッド）

static修飾子とは

static修飾子は変数（フィールド）やメソッドにつける修飾子でクラスのオブジェクト（インスタンス）を生成しなくても呼び出す事が出来る様になる。
static修飾子をつけた変数は「クラス名.変数名」、static修飾子をつけたメソッドは「クラス名.メソッド名」の様に「クラス名.」の後に記述する事が出来るため、それぞれをクラス変数（static変数）、クラスメソッド（staticメソッド） と呼ぶ。

サンプルコード

 public class Sample{
    //クラス変数（static変数）
    public static int num = 0;
    //クラスメソッド（staticメソッド）
    public static void sampleMethod{
             :
  }
}

クラス変数（static変数）とは

staticキーワード（修飾子）を付けて宣言される変数であり、すべてのオブジェクト（インスタンス）で共有される共通の情報となる。あるオブジェクトからクラス変数の値を変更すると、その他のすべてのオブジェクトに影響が及ぶため、オブジェクト全体に共通する情報を扱いたい場合に使用する。

static修飾子がついていない変数はインスタンス変数と呼ぶ。

クラス変数とインスタンス変数の違いは、staticとして宣言するかしないか。
・インスタンス変数はクラスのオブジェクト（インスタンス）を生成したタイミングで作られる変数でクラスのオブジェクト（インスタンス）ごとに管理されている（オブジェクトごとに変数が作られる）。

クラス変数の宣言方法

アクセス修飾子 static データ型 変数名();

＊アクセス修飾子は必要な時に記述

クラス変数へのアクセス方法

クラス名.変数名

//インスタンス変数の場合
インスタンス名.変数名

クラスメソッド(staticメソッド)とは

Javaにおいて通常のメソッドは、クラスをインスタンス化してから使用するがstatic修飾子を付与したクラスメソッドは、クラスのインスタンス化なしに直接呼び出して使用できる。
クラスメソッドは、クラスに紐付けられたメソッドであり、クラス全体に関連する処理を定義する。
static修飾子がついていないメソッドであるインスタンスメソッドは名前の通り、インスタンスに紐付けられたメソッドであるため、クラスからインスタンスを生成しないと利用することが出来ない。

クラスメソッドの定義方法

アクセス修飾子 static 戻り値 メソッド名(引数) {
  // 処理内容
}

クラスメソッドの呼び出し方

クラス名.メソッド名();
//例文
 Student4 stu1 = new Student4("菅原");
    Student4.display();

//インスタンスメソッドの場合
インスタンス名.メソッド名();
//例文
 Student4 stu1 = new Student4("菅原");
    stu1.display();

＊アクセス修飾子は必要な時に記述

クラスメソッド(staticメソッド)の使い方

クラスメソッド(staticメソッド)の主な使い方はインスタンス（オブジェクト）の状態に依存しない処理をさせる事。（これをユーティリティメソッド とも呼び、決まり切った処理に用いられる）

static修飾子の使いどころ

①全部のインスタンスから共通して変数やメソッドを作りたい時
②クラスに関連する便利なメソッド、使いたいメソッドをまとめたい時

例文

static修飾子をつける前にコード

実行用クラス

class StuSample4{
  public static void main(String[] args){
    Student4 stu1 = new Student4("菅原");
    stu1.display();

    Student4 stu2 = new Student4("田仲");
    stu.display();
  }
}

設計図クラス

class Student4{
  String name;
  int counter = 0;

  Student4(String n){
    name = n;
    counter++;
    System.out.println(name + "さんをインスタンス化しました");
  }
  void display(){
    System.out.println(counter + "人です");
  }
}

出力結果

菅原さんをインスタンス化しました
1人です
田仲さんをインスタンス化しました
1人です

static修飾子をつけた場合のコード

実行用クラス

class StuSample4{
  public static void main(String[] args){
    Student4.display();　← 追記

    Student4 stu1 = new Student4("菅原");
    Student4.display();

    Student4 stu2 = new Student4("田仲");
    Student4.display();
  }
}

設計図クラス

class Student4{
  String name;
  static int counter = 0;

  Student4(String n){
    name = n;
    counter++;
    System.out.println(name + "さんをインスタンス化しました");
  }
  static void display(){
    System.out.println(counter + "人です");
  }
}

出力結果

0人です
菅原さんをインスタンス化しました
1人です
田仲さんをインスタンス化しました
2人です

static修飾子をつける前にコードでは設計図クラスで4行目で変数counterの値に0を定義して７行目でインクリメントされる度に値が加算される様にしている。変数counterの値は保持されたままなので（下の写真はイメージ）「1人です」という出力が2回されている

static修飾子をつけた場合のコードでは変数counterにstatic修飾子をつけることでクラス変数にしている。これにより変数counterは静的な変数（1つのみ存在する変数）になったので「一つのメモリに入った実体」となる。
同様に１０行目のdisplayメソッドもstatic修飾子をつけることでクラスメソッドにしたのでインスタンス（オブジェクト）に依存しない状態になった。

実行用クラスではstatic修飾子をつける前にコードの例文に４、７行目のインスタンスメソッドをクラスメソッドに変更している。

変数counterはクラス変数になったので0という値が入った「一つの実体」となっているのでstatic修飾子をつけた後の実行用クラスに追記されたStudent4.display();で呼び出されて「0人です」という出力結果を出すことが出来る。
「一つのメモリに入った実体」の状態なのでcounter++;で値が加算されていき「1人です」「2人です」と出力される。

参考記事