詳解Java的構造方法及類的初始化
一. 利用構造方法給對象初始化
1. 構造方法的概念
構造方法(也稱為構造器)是一個特殊的成員方法，其名字必須與類名相同，在創(chuàng)建對象時，由編譯器自動調用，并且在整個對象的生命周期內(nèi)只調用一次。
構造方法的作用就是給對象中的成員進行初始化，并不負責給對象開辟空間。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 構造方法：
// 名字與類名相同，沒有返回值類型，設置為void也不行
// 一般情況下使用public修飾
// 在創(chuàng)建對象時由編譯器自動調用，并且在對象的生命周期內(nèi)只調用一次
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
System.out.println("Date(int,int,int)方法被調用了");
}
public void printDate() {
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
// 此處創(chuàng)建了一個Date類型的對象，并沒有顯式調用構造方法
Date d = new Date(2021, 6, 9);
// 輸出Date(int,int,int)方法被調用了
d.printDate(); // 2021-6-9
}
}
2. 構造方法的特性
1.名字必須與類名相同
2.沒有返回值類型，設置為void也不行
3.創(chuàng)建對象時由編譯器自動調用，并且在對象的生命周期內(nèi)只調用一次
4.絕大多數(shù)情況下使用public來修飾，特殊場景下會被private修飾
5.構造方法可以重載(用戶根據(jù)自己的需求提供不同參數(shù)的構造方法)； 下面兩個構造方法：名字相同，參數(shù)列表不同，因此構成了方法重載
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 無參構造方法
public Date(){
this.year = 1900;
this.month = 1;
this.day = 1;
}
// 帶有三個參數(shù)的構造方法
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}6.如果用戶沒有顯式定義，編譯器會生成一份默認的構造方法，生成的默認構造方法一定是無參的； 一旦用戶定義，編譯器則不再生成；下面代碼中，沒有定義任何構造方法，編譯器會默認生成一個不帶參數(shù)的構造方法。
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
public void printDate(){
System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
}
public static void main(String[] args) {
Date d = new Date();
d.printDate();
}
}
7.構造方法中，可以通過this調用其他構造方法來簡化代碼
【注意事項】
- 構造方法中，通過this(…)去調用其他構造方法，這條語句必須是構造方法中第一條語句
- 多個構造方法不可以互相調用（不能形成環(huán)）， 會形成構造器的遞歸調用，但卻沒有調用的結束條件
public class Date {
public int year;
public int month;
public int day;
// 無參構造方法--內(nèi)部給各個成員賦值初始值，該部分功能與三個參數(shù)的構造方法重復
// 此處可以在無參構造方法中通過this調用帶有三個參數(shù)的構造方法
// 但是this(2022,8,16);必須是構造方法中第一條語句
public Date(){
//System.out.println(year); 注釋取消掉，編譯會失敗
this(2022, 8, 16);
//this.year = 1900;
//this.month = 1;
//this.day = 1;
}
// 帶有三個參數(shù)的構造方法
public Date(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
}3. 子類構造方法
在繼承基礎上，子類對象構造時，需要先調用基類構造方法，然后執(zhí)行子類的構造方法。
在子類構造方法中，并沒有寫任何關于基類構造的代碼，但是在構造子類對象時，先執(zhí)行基類的構造方法，然后執(zhí)行子類的構造方法，
原因在于：子類對象中成員是有兩部分組成的，基類繼承下來的以及子類新增加的部分 。父類和子類， 肯定是先有父再有子，所以在構造子類對象時候 ，子類構造方法中先要調用基類的構造方法，將從基類繼承下來的成員構造完整 ，然后再完成子類自己的構造，將子類自己新增加的成員初始化完整 。
【注意事項】
1.若父類顯式定義無參或者默認的構造方法，在子類構造方法第一行默認有隱含的super()調用，即調用基類構造方法
public class Base {
public Base(){
System.out.println("Base()");
}
}
public class Derived extends Base{
public Derived(){
// super(); // 注意子類構造方法中默認會調用基類的無參構造方法：super(),
// 用戶沒有寫時,編譯器會自動添加，而且super()必須是子類構造方法中第一條語句，
// 并且只能出現(xiàn)一次
System.out.println("Derived()");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Derived d = new Derived();
}
}
2.如果父類構造方法是帶有參數(shù)的，此時需要用戶為子類顯式定義構造方法，并在子類構造方法中選擇合適的父類構造方法調用，否則編譯失敗。
public class Animal {
public String name;
public int age;
public Animal(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Animal(String , int )");
}
}
public class Dog extends Animal{
//傻狗 是狗的屬性
public boolean silly;
public Dog(String name,int age,boolean silly) {
//1. 先幫助父類部分初始化 必須放到第一行
super(name,age);
this.silly = silly;
System.out.println("Dog(String ,int ,boolean )");
}
public static void main(String[] args) {
Animal animal2 = new Dog("金毛",6,false);
}
}
3.在子類構造方法中，super(…)調用父類構造時，必須是子類構造方法中第一條語句。
4.super(…)只能在子類構造方法中出現(xiàn)一次，由與this(…)調用時也要在第一條語句，所以super(…)不能和this(…)同時出現(xiàn)，也就是是說子類構造方法中不能使用this(…)
4. 避免在構造方法中調用重寫的方法
一段有坑的代碼. 我們創(chuàng)建兩個類, B 是父類, D 是子類. D 中重寫 func 方法. 并且在 B 的構造方法中調用 func
class B {
public B() {
// do nothing
func();
}
public void func() {
System.out.println("B.func()");
}
}
class D extends B {
private int num = 1;
@Override
public void func() {
System.out.println("D.func() " + num);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
D d = new D();
}
}執(zhí)行結果：
- 構造 D 對象的同時, 會調用 B 的構造方法.
- B 的構造方法中調用了 func 方法, 此時會觸發(fā)動態(tài)綁定, 會調用到 D 中的 func
- 此時 D 對象自身還沒有構造, num 處在未初始化的狀態(tài), 值為 0；如果具備多態(tài)性，num的值應該是1.
- 所以在構造函數(shù)內(nèi)，盡量避免使用實例方法，除了final和private方法。
【結論】：
“用盡量簡單的方式使對象進入可工作狀態(tài)”, 盡量不要在構造器中調用方法(如果這個方法被子類重寫, 就會觸發(fā)動態(tài)綁定, 但是此時子類對象還沒構造完成), 可能會出現(xiàn)一些隱藏的但是又極難發(fā)現(xiàn)的問題.
二. 對象的默認初始化
在Java方法內(nèi)部定義一個局部變量時，用戶必須要將其賦值或者初始化，否則會編譯失??；
但對象中的字段（成員變量），用戶不需要將其初始化就可直接訪問使用，這里其原因在于new對象時，jvm會給出字段的默認初始化。
下面是new對象是時，jvm層面執(zhí)行的概述：
1.檢測對象對應的類是否加載了，如果沒有加載則加載
2.為對象分配內(nèi)存空間
3.處理并發(fā)安全問題
比如：多個線程同時申請對象，JVM要保證給對象分配的空間不沖突
4.初始化所分配的空間
即：對象空間被申請好之后，對象中包含的成員已經(jīng)設置好了初始值
| 數(shù)據(jù)類型 | 默認值 |
|---|---|
| byte | 0 |
| short | 0 |
| int | 0 |
| long | 0 |
| float | 0.0f |
| double | 0.0 |
| char | /u0000 |
| boolean | false |
| reference (引用類型) | null |
5.設置對象頭信息(關于對象內(nèi)存模型后面會介紹)
6.調用構造方法，給對象中各個成員賦值
三. 就地初始化對象
在聲明成員變量時，就直接給出了初始值。
代碼編譯完成后，編譯器會將所有給成員初始化的這些語句添加到各個構造方法中
public class Date {
public int year = 1900;
public int month = 1;
public int day = 1;
public Date(){
}
public Date(int year, int month, int day) {
}
public static void main(String[] args) {
Date d1 = new Date(2022,8,16);
Date d2 = new Date();
}
}四. 類的初始化順序
1. 普通類（沒有繼承關系）
靜態(tài)部分（靜態(tài)變量、常量，靜態(tài)代碼塊）
- 在類加載階段執(zhí)行，類中存在多個靜態(tài)部分時，會按順序執(zhí)行
- 靜態(tài)代碼塊只會執(zhí)行一次，且靜態(tài)的變量、常量等只會創(chuàng)建一份
非靜態(tài)部分（實例變量、常量、實例代碼塊）
當有對象創(chuàng)建時才會執(zhí)行，按順序執(zhí)行
最后執(zhí)行構造方法，當有對象創(chuàng)建時才會執(zhí)行
代碼演示：
class Person {
public String name;
public int age;
public Organ organ = new Organ();
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("構造方法執(zhí)行");
}
{
System.out.println("實例代碼塊執(zhí)行");
}
static {
System.out.println("靜態(tài)代碼塊執(zhí)行");
}
}
class Organ {
//...
public Organ() {
System.out.println("實例變量::organ");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Person person1 = new Person("xin",21);
System.out.println("==============");
Person person2 = new Person("xinxin",20);
}
}執(zhí)行結果：
2. 派生類（ 有繼承關系）
靜態(tài)部分（靜態(tài)變量、常量，靜態(tài)代碼塊）
- 父類靜態(tài)代碼塊優(yōu)先于子類靜態(tài)代碼塊執(zhí)行，且是最早執(zhí)行
- 只有第一次實例化子類對象時，父類和子類的靜態(tài)部分會執(zhí)行； 之后再實例化子類對象時，父類和子類的靜態(tài)部分都不會再執(zhí)行
父類非靜態(tài)部分（實例變量、常量、實例代碼塊）和父類構造方法
子類非靜態(tài)部分（實例變量、常量、實例代碼塊）和子類構造方法
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Person：構造方法執(zhí)行");
}
{
System.out.println("Person：實例代碼塊執(zhí)行");
}
static {
System.out.println("Person：靜態(tài)代碼塊執(zhí)行");
}
}
class Student extends Person{
public Student(String name,int age) {
super(name,age);
System.out.println("Student：構造方法執(zhí)行");
}
{
System.out.println("Student：實例代碼塊執(zhí)行");
}
static {
System.out.println("Student：靜態(tài)代碼塊執(zhí)行");
}
}
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("張三",19);
System.out.println("===========================");
Student student2 = new Student("gaobo",20);
}
public static void main1(String[] args) {
Person person1 = new Person("bit",10);
System.out.println("============================");
Person person2 = new Person("gaobo",20);
}
}
執(zhí)行結果：
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