Java中声明和管理类静态成员（“全局”变量）的最佳实践

public class GlobalDataContainer {
    // 声明一个私有的静态整型数组
    private static int[] sharedArray;

    // 声明一个私有的静态整型变量
    private static int globalCounter;

    // 可以在静态代码块中初始化静态成员
    static {
        sharedArray = new int[10]; // 例如，初始化一个长度为10的数组
        globalCounter = 0;
    }

    // 静态方法可以访问静态成员
    public static void incrementCounter() {
        globalCounter++;
    }

    public static int getGlobalCounter() {
        return globalCounter;
    }

    // ... 其他静态或非静态方法 ...
}

public class PrefixSumCalculator {

    /**
     * 计算并返回给定数组的前缀和数组。
     * 前缀和数组的每个元素 aux[i] 存储原始数组 arr[0] 到 arr[i] 的和。
     *
     * @param arr 原始整数数组。
     * @return 包含前缀和的整数数组。如果输入数组为null或空，返回空数组。
     */
    public static int[] calculatePrefixSum(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length == 0) {
            return new int[0];
        }

        int n = arr.length;
        int[] aux = new int[n];
        aux[0] = arr[0]; // 第一个元素的前缀和就是它本身

        for (int i = 1; i < n; i++) {
            aux[i] = arr[i] + aux[i - 1]; // 当前元素的前缀和 = 当前元素 + 前一个元素的前缀和
        }
        return aux;
    }

    /**
     * 使用前缀和数组，计算原始数组在指定范围 [start, end] 内的元素和。
     * 为了效率，此方法假设前缀和数组已在外部计算并传入。
     *
     * @param prefixSums 预计算好的前缀和数组。
     * @param start 范围的起始索引（包含）。
     * @param end 范围的结束索引（包含）。
     * @return 范围内的元素和。
     * @throws IllegalArgumentException 如果 prefixSums 为空，或 start/end 越界，或 start > end。
     */
    public static int getRangeSum(int[] prefixSums, int start, int end) {
        if (prefixSums == null || prefixSums.length == 0 || start < 0 || end >= prefixSums.length || start > end) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid prefixSums array or range. Check indices and array length.");
        }

        if (start == 0) {
            return prefixSums[end];
        }
        return prefixSums[end] - prefixSums[start - 1];
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] originalArray = {2, 5, 7, 3, 4, 5, 3};
        int queryStart = 2; // 对应原始数组中的 7
        int queryEnd = 5;   // 对应原始数组中的 5
                            // 范围内的元素是 {7, 3, 4, 5}，和为 19

        System.out.println("--- 预计算前缀和后进行查询 ---");
        // 步骤1: 计算前缀和数组，避免使用静态共享状态
        int[] prefixSums = calculatePrefixSum(originalArray);
        System.out.println("原始数组: " + java.util.Arrays.toString(originalArray));
        System.out.println("前缀和数组: " + java.util.Arrays.toString(prefixSums));

        // 步骤2: 使用预计算的前缀和数组进行范围查询
        try {
            int sum = getRangeSum(prefixSums, queryStart, queryEnd);
            System.out.println("指定范围 [" + queryStart + ", " + queryEnd + "] 的和为: " + sum);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.err.println("错误: " + e.getMessage());
        }

        // 进一步查询示例
        queryStart = 1; // 对应原始数组中的 5
        queryEnd = 3;   // 对应原始