详解Java的构造方法及类的初始化

目录

一.>

1.>

构造方法(也称为构造器)是一个特殊的成员方法，其名字必须与类名相同，在创建对象时，由编译器自动调用，并且在整个对象的生命周期内只调用一次。

构造方法的作用就是给对象中的成员进行初始化，并不负责给对象开辟空间。

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;

    // 构造方法：
    // 名字与类名相同，没有返回值类型，设置为void也不行
    // 一般情况下使用public修饰
    // 在创建对象时由编译器自动调用，并且在对象的生命周期内只调用一次
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
        System.out.println("Date(int,int,int)方法被调用了");
    }

    public void printDate() {
        System.out.println(year + "-" + month + "-" + day);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 此处创建了一个Date类型的对象，并没有显式调用构造方法
        Date d = new Date(2021, 6, 9);
        // 输出Date(int,int,int)方法被调用了
        d.printDate(); // 2021-6-9
    }
}

2.>

1.名字必须与类名相同

2.没有返回值类型，设置为void也不行

3.创建对象时由编译器自动调用，并且在对象的生命周期内只调用一次

4.绝大多数情况下使用public来修饰，特殊场景下会被private修饰

5.构造方法可以重载(用户根据自己的需求提供不同参数的构造方法)； 下面两个构造方法：名字相同，参数列表不同，因此构成了方法重载

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
    
    // 无参构造方法
    public Date(){
        this.year = 1900;
        this.month = 1;
        this.day = 1;
    }
    
    // 带有三个参数的构造方法
    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.如果用户没有显式定义，编译器会生成一份默认的构造方法，生成的默认构造方法一定是无参的； 一旦用户定义，编译器则不再生成；下面代码中，没有定义任何构造方法，编译器会默认生成一个不带参数的构造方法。

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.构造方法中，可以通过this调用其他构造方法来简化代码

【注意事项】

构造方法中，通过this(…)去调用其他构造方法，这条语句必须是构造方法中第一条语句多个构造方法不可以互相调用（不能形成环）， 会形成构造器的递归调用，但却没有调用的结束条件

public class Date {
    public int year;
    public int month;
    public int day;
// 无参构造方法--内部给各个成员赋值初始值，该部分功能与三个参数的构造方法重复
// 此处可以在无参构造方法中通过this调用带有三个参数的构造方法
// 但是this(2022,8,16);必须是构造方法中第一条语句
    
    public Date(){
//System.out.println(year); 注释取消掉，编译会失败
        this(2022, 8, 16);
//this.year = 1900;
//this.month = 1;
//this.day = 1;
    }
    
    // 带有三个参数的构造方法
    public Date(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }
}

3.>

在继承基础上，子类对象构造时，需要先调用基类构造方法，然后执行子类的构造方法。

在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，然后执行子类的构造方法，

原因在于：子类对象中成员是有两部分组成的，基类继承下来的以及子类新增加的部分 。父类和子类， 肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候 ，子类构造方法中先要调用基类的构造方法，将从基类继承下来的成员构造完整 ，然后再完成子类自己的构造，将子类自己新增加的成员初始化完整 。

【注意事项】

1.若父类显式定义无参或者默认的构造方法，在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用，即调用基类构造方法

public class Base {
    public Base(){
        System.out.println("Base()");
    }
}

public class Derived extends Base{
    public Derived(){
// super(); // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super(),
// 用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句，
// 并且只能出现一次
        System.out.println("Derived()");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Derived d = new Derived();
    }
}

2.如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显式定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的父类构造方法调用，否则编译失败。

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  是狗的属性
    public boolean silly;

   public Dog(String name,int age,boolean silly) {
        //1. 先帮助父类部分初始化 必须放到第一行
        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.在子类构造方法中，super(…)调用父类构造时，必须是子类构造方法中第一条语句。

4.super(…)只能在子类构造方法中出现一次，由与this(…)调用时也要在第一条语句，所以super(…)不能和this(…)同时出现，也就是是说子类构造方法中不能使用this(…)

4.>

一段有坑的代码. 我们创建两个类, B 是父类, D 是子类. D 中重写 func 方法. 并且在 B 的构造方法中调用 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();
    }
}

执行结果：



构造 D 对象的同时, 会调用 B 的构造方法.B 的构造方法中调用了 func 方法, 此时会触发动态绑定, 会调用到 D 中的 func此时 D 对象自身还没有构造, num 处在未初始化的状态, 值为 0；如果具备多态性，num的值应该是1.所以在构造函数内，尽量避免使用实例方法，除了final和private方法。

【结论】：

“用尽量简单的方式使对象进入可工作状态”, 尽量不要在构造器中调用方法(如果这个方法被子类重写, 就会触发动态绑定, 但是此时子类对象还没构造完成), 可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题.

二.>

在Java方法内部定义一个局部变量时，用户必须要将其赋值或者初始化，否则会编译失败；

但对象中的字段（成员变量），用户不需要将其初始化就可直接访问使用，这里其原因在于new对象时，jvm会给出字段的默认初始化。

下面是new对象是时，jvm层面执行的概述：

1.检测对象对应的类是否加载了，如果没有加载则加载

2.为对象分配内存空间

3.处理并发安全问题

比如：多个线程同时申请对象，JVM要保证给对象分配的空间不冲突

4.初始化所分配的空间

即：对象空间被申请好之后，对象中包含的成员已经设置好了初始值

数据类型	默认值
byte	0
short	0
int	0
long	0
float	0.0f
double	0.0
char	/u0000
boolean	false
reference (引用类型)	null

5.设置对象头信息(关于对象内存模型后面会介绍)

6.调用构造方法，给对象中各个成员赋值

三.>

在声明成员变量时，就直接给出了初始值。

代码编译完成后，编译器会将所有给成员初始化的这些语句添加到各个构造方法中

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.>

1.>

静态部分（静态变量、常量，静态代码块）

在类加载阶段执行，类中存在多个静态部分时，会按顺序执行静态代码块只会执行一次，且静态的变量、常量等只会创建一份

非静态部分（实例变量、常量、实例代码块）

当有对象创建时才会执行，按顺序执行

最后执行构造方法，当有对象创建时才会执行

代码演示：

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("构造方法执行");
    }
    {
        System.out.println("实例代码块执行");
    }
    static {
        System.out.println("静态代码块执行");
    }
}
class Organ {
    //...
    public Organ() {
        System.out.println("实例变量::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);
    }
}

执行结果：



2.>

静态部分（静态变量、常量，静态代码块）

父类静态代码块优先于子类静态代码块执行，且是最早执行只有第一次实例化子类对象时，父类和子类的静态部分会执行； 之后再实例化子类对象时，父类和子类的静态部分都不会再执行

父类非静态部分（实例变量、常量、实例代码块）和父类构造方法

子类非静态部分（实例变量、常量、实例代码块）和子类构造方法

class Person {
    public String name;
    public int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Person：构造方法执行");
    }
    {
        System.out.println("Person：实例代码块执行");
    }
    static {
        System.out.println("Person：静态代码块执行");
    }
}
class Student extends Person{
    public Student(String name,int age) {
        super(name,age);
        System.out.println("Student：构造方法执行");
    }
    {
        System.out.println("Student：实例代码块执行");
    }
    static {
        System.out.println("Student：静态代码块执行");
    }
}
public class TestDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("张三",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);
    }
}

执行结果：



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