什麼叫做代碼塊(Code Block)?用大括號把多行代碼封裝在一起,形成一個獨立的數據體,實現特定算法的代碼集合即為代碼塊,一般來說代碼快不能單獨運行的,必須要有運行主體。在Java中一共有四種類型的代碼塊:
我麼知道一個類中至少有一個構造函數(如果沒有,編譯器會無私的為其創建一個無參構造函數),構造函數是在對象生成時調用的,那現在為你來了:構造函數和代碼塊是什麼關系,構造代碼塊是在什麼時候執行的?在回答這個問題之前,我們先看看編譯器是如何處理構造代碼塊的,看如下代碼:
1 public class Client36 { 2 3 { 4 // 構造代碼塊 5 System.out.println("執行構造代碼塊"); 6 } 7 8 public Client36() { 9 System.out.println("執行無參構造"); 10 } 11 12 public Client36(String name) { 13 System.out.println("執行有參構造"); 14 }15 }
這是一段非常簡單的代碼,它包含了構造代碼塊、無參構造、有參構造,我們知道代碼塊不具有獨立執行能力,那麼編譯器是如何處理構造代碼塊的呢?很簡單,編譯器會把構造代碼塊插入到每個構造函數的最前端,上面的代碼等價於:
1 public class Client36 { 2 3 public Client36() { 4 System.out.println("執行構造代碼塊"); 5 System.out.println("執行無參構造"); 6 } 7 8 public Client36(String name) { 9 System.out.println("執行構造代碼塊"); 10 System.out.println("執行有參構造"); 11 } 12 }
每個構造函數的最前端都被插入了構造代碼塊,很顯然,在通過new關鍵字生成一個實例時會先執行構造代碼塊,然後再執行其他代碼,也就是說:構造代碼塊會在每個構造函數內首先執行(需要注意的是:構造代碼塊不是在構造函數之前運行的,它依托於構造函數的執行),明白了這一點,我們就可以把構造代碼塊應用到如下場景中:
以上兩個場景利用了構造代碼塊的兩個特性:在每個構造函數中都運行和在構造函數中它會首先運行。很好的利用構造代碼塊的這連個特性不僅可以減少代碼量,還可以讓程序更容易閱讀,特別是當所有的構造函數都要實現邏輯,而且這部分邏輯有很復雜時,這時就可以通過編寫多個構造代碼塊來實現。每個代碼塊完成不同的業務邏輯(當然了構造函數盡量簡單,這是基本原則),按照業務順序一次存放,這樣在創建實例對象時JVM就會按照順序依次執行,實現復雜對象的模塊化創建。
上一建議中我們提議使用構造代碼塊來簡化代碼,並且也了解到編譯器會自動把構造代碼塊插入到各個構造函數中,那我們接下來看看,編譯器是不是足夠聰明,能為我們解決真實的開發問題,有這樣一個案例,統計一個類的實例變量數。你可要說了,這很簡單,在每個構造函數中加入一個對象計數器補救解決了嘛?或者我們使用上一建議介紹的,使用構造代碼塊也可以,確實如此,我們來看如下代碼是否可行:
1 public class Client37 { 2 public static void main(String[] args) { 3 new Student(); 4 new Student("張三"); 5 new Student(10); 6 System.out.println("實例對象數量:"+Student.getNumOfObjects()); 7 } 8 } 9 10 class Student { 11 // 對象計數器 12 private static int numOfObjects = 0; 13 14 { 15 // 構造代碼塊,計算產生的對象數量 16 numOfObjects++; 17 } 18 19 public Student() { 20 21 } 22 23 // 有參構造調用無參構造 24 public Student(String stuName) { 25 this(); 26 } 27 28 // 有參構造不調用無參構造 29 public Student(int stuAge) { 30 31 } 32 //返回在一個JVM中,創建了多少實例對象 33 public static int getNumOfObjects(){ 34 return numOfObjects; 35 } 36 }
這段代碼可行嗎?能計算出實例對象的數量嗎?如果編譯器把構造代碼塊插入到各個構造函數中,那帶有String形參的構造函數就可能有問題,它會調用無參構造,那通過它生成的Student對象就會執行兩次構造代碼塊:一次是無參構造函數調用構造代碼塊,一次是執行自身的構造代碼塊,這樣的話計算就不准確了,main函數實際在內存中產生了3個對象,但結果確是4。不過真的是這樣嗎?我們運行之後,結果是:
實例對象數量:3;
實例對象的數量還是3,程序沒有問題,奇怪嗎?不奇怪,上一建議是說編譯器會把構造代碼塊插入到每一個構造函數中,但是有一個例外的情況沒有說明:如果遇到this關鍵字(也就是構造函數調用自身的其它構造函數時),則不插入構造代碼塊,對於我們的例子來說,編譯器在編譯時發現String形參的構造函數調用了無參構造,於是放棄插入構造代碼塊,所以只執行了一次構造代碼塊。
那Java編譯器為何如此聰明?這還要從構造代碼塊的誕生說起,構造代碼塊是為了提取構造函數的共同量,減少各個構造函數的代碼產生的,因此,Java就很聰明的認為把代碼插入到this方法的構造函數中即可,而調用其它的構造函數則不插入,確保每個構造函數只執行一次構造代碼塊。
還有一點需要說明,大家千萬不要以為this是特殊情況,那super也會類似處理了,其實不會,在構造塊的處理上,super方法沒有任何特殊的地方,編譯器只把構造代碼塊插入到super方法之後執行而已。僅此不同。
注意:放心的使用構造代碼塊吧,Java已經想你所想了。
Java中的嵌套類(Nested Class)分為兩種:靜態內部類(也叫靜態嵌套類,Static Nested Class)和內部類(Inner Class)。本次主要看看靜態內部類。什麼是靜態內部類呢?是內部類,並且是靜態(static修飾)的即為靜態內部類,只有在是靜態內部類的情況下才能把static修飾符放在類前,其它任何時候static都是不能修飾類的。
靜態內部類的形式很好理解,但是為什麼需要靜態內部類呢?那是因為靜態內部類有兩個優點:加強了類的封裝和提高了代碼的可讀性,我們通過下面代碼來解釋這兩個優點。
1 public class Person { 2 // 姓名 3 private String name; 4 // 家庭 5 private Home home; 6 7 public Person(String _name) { 8 name = _name; 9 } 10 11 /* home、name的setter和getter方法略 */ 12 13 public static class Home { 14 // 家庭地址 15 private String address; 16 // 家庭電話 17 private String tel; 18 19 public Home(String _address, String _tel) { 20 address = _address; 21 tel = _tel; 22 } 23 /* address、tel的setter和getter方法略 */ 24 } 25 }
其中,Person類中定義了一個靜態內部類Home,它表示的意思是"人的家庭信息",由於Home類封裝了家庭信息,不用再Person中再定義homeAddr,homeTel等屬性,這就使封裝性提高了。同時我們僅僅通過代碼就可以分析出Person和Home之間的強關聯關系,也就是說語義增強了,可讀性提高了。所以在使用時就會非常清楚它表達的含義。
public static void main(String[] args) { // 定義張三這個人 Person p = new Person("張三"); // 設置張三的家庭信息 p.setHome(new Home("北京", "010")); }
定義張三這個人,然後通過Person.Home類設置張三的家庭信息,這是不是就和我們真是世界的情形相同了?先登記人的主要信息,然後登記人員的分類信息。可能你由要問了,這和我們一般定義的類有神麼區別呢?又有什麼吸引人的地方呢?如下所示:
解釋了這麼多,大家可能會覺得外部類和靜態內部類之間是組合關系(Composition)了,這是錯誤的,外部類和靜態內部類之間有強關聯關系,這僅僅表現在"字面上",而深層次的抽象意義則依類的設計.
那靜態類內部類和普通內部類有什麼區別呢?下面就來說明一下:
閱讀如下代碼,看上是否可以編譯:
public static void main(String[] args) { List list1=new ArrayList(); List list2=new ArrayList(){}; List list3=new ArrayList(){{}}; System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass()); System.out.println(list2.getClass() == list3.getClass()); System.out.println(list1.getClass() == list3.getClass()); }
注意ArrayList後面的不通點:list1變量後面什麼都沒有,list2後面有一對{},list3後面有兩個嵌套的{},這段程序能否編譯呢?若能編譯,那輸結果是什麼呢?
答案是能編譯,輸出的是3個false。list1很容易理解,就是生命了ArrayList的實例對象,那list2和list3代表的是什麼呢?
(1)、list2 = new ArrayList(){}:list2代表的是一個匿名類的聲明和賦值,它定義了一個繼承於ArrayList的匿名類,只是沒有任何覆寫的方法而已,其代碼類似於:
// 定義一個繼承ArrayList的內部類 class Sub extends ArrayList { } // 聲明和賦值 List list2 = new Sub();
(2)、list3 = new ArrayList(){{}}:這個語句就有點奇怪了,帶了兩對{},我們分開解釋就明白了,這也是一個匿名類的定義,它的代碼類似於:
// 定義一個繼承ArrayList的內部類 class Sub extends ArrayList { { //初始化代碼塊 } } // 聲明和賦值 List list3 = new Sub();
看到了吧,就是多了一個初始化塊而已,起到構造函數的功能,我們知道一個類肯定有一個構造函數,而且構造函數的名稱和類名相同,那問題來了:匿名類的構造函數是什麼呢?它沒有名字呀!很顯然,初始化塊就是它的構造函數。當然,一個類中的構造函數塊可以是多個,也就是說會出現如下代碼:
List list4 = new ArrayList(){{} {} {} {} {}};
上面的代碼是正確無誤,沒有任何問題的,現在清楚了,匿名類雖然沒有名字,但也是可以有構造函數的,它用構造函數塊來代替構造函數,那上面的3個輸出就很明顯了:雖然父類相同,但是類還是不同的。
在上一建議中我們講到匿名類雖然沒有名字,但可以有一個初始化塊來充當構造函數,那這個構造函數是否就和普通的構造函數完全不一樣呢?我們來看一個例子,設計一個計算器,進行加減運算,代碼如下:
1 public class Calculator { 2 enum Ops { 3 ADD, SUB 4 }; 5 6 private int i, j, result; 7 8 // 無參構造 9 public Calculator() { 10 11 } 12 13 // 有參構造 14 public Calculator(int _i, int _j) { 15 i = _i; 16 j = _j; 17 } 18 19 // 設置符號,是加法運算還是減法運算 20 protected void setOperator(Ops _ops) { 21 result = _ops.equals(Ops.ADD) ? i + j : i - j; 22 } 23 24 // 取得運算結果 25 public int getResult() { 26 return result; 27 } 28 29 }
代碼的意圖是,通過構造函數傳遞兩個int類型的數字,然後根據設置的操作符(加法還是減法)進行運算,編寫一個客戶端調用:
public static void main(String[] args) { Calculator c1 = new Calculator(1, 2) { { setOperator(Ops.ADD); } }; System.out.println(c1.getResult()); }
這段匿名類的代碼非常清晰:接收兩個參數1和2,然後設置一個操作符號,計算其值,結果是3,這毫無疑問,但是這中間隱藏著一個問題:帶有參數的匿名類聲明時到底調用的是哪一個構造函數呢?我們把這段程序模擬一下:
//加法計算 class Add extends Calculator{ { setOperator(Ops.ADD); } //覆寫父類的構造方法 public Add(int _i, int _j){ } }
匿名類和這個Add類等價嗎?可能有人會說:上面只是把匿名類增加了一個名字,其它的都沒有改動,那肯定是等價了,毫無疑問 ,那好,編寫一個客戶端調用Add類的方法看看。代碼就略了,因為很簡單new Add,然後調用父類的getResult方法就可以了,經過測試,輸出結果為0(為什麼而是0?這很容易,有參構造沒有賦值)。這說明兩者不等價,不過,原因何在呢?
因為匿名類的構造函數特殊處理機制,一般類(也就是沒有顯示名字的類)的所有構造函數默認都是調用父類的無參構造函數的,而匿名類因為沒有名字,只能由構造代碼塊代替,也就無所謂有參和無參的構造函數了,它在初始化時直接調用了父類的同參數構造函數,然後再調用了自己的構造代碼塊,也就是說上面的匿名類和下面的代碼是等價的:
//加法計算 class Add extends Calculator{ { setOperator(Ops.ADD); } //覆寫父類的構造方法 public Add(int _i, int _j){ super(_i,_j); } }
它會首先調用父類有兩個參數的構造函數,而不是無參構造,這是匿名類的構造函數與普通類的差別,但是這一點也確實鮮有人仔細琢磨,因為它的處理機制符合習慣呀,我傳遞兩個參數,就是希望先調用父類有兩個參數的構造,然後再執行我自己的構造函數,而Java的處理機制也正是如此處理的。