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JavaSE入門學習23:Java面向對象之構造方法

編輯:JAVA綜合教程

JavaSE入門學習23:Java面向對象之構造方法


學了JavaSE面向對象這一部分,也該對構造方法做一個總結了。

一構造方法

在多數情況下,初始化一個對象的最終步驟是去調用這個對象的構造方法。構造方法負責對象的初始化工作,為

實例變量賦予合適的初始值。構造方法必須滿足以下語法規則:

(1)方法名必須與類名相同;

(2)不要聲明返回類型;

(3)不能被static、final、synchronized、abstract和native修飾。構造方法不能被子類繼承,所以用final和abstract

修飾沒有意義。構造方法用於初始化一個新建的對象,所以用static修飾沒有意義。多個線程不會同時創建內存地址相

同的同一個對象,因此用synchronized修飾沒有必要。此外,Java語言不支持native類型的構造方法。

實例:在以下Sample類中,具有int返回類型的Sample(int x)方法只是個普通的實例方法,不能作為構造方法:

 

public class Sample {
    private int x;

    //不帶參數的構造方法
    public Sample(){
	this(1);
    }

    //帶參數的構造方法
    public Sample(int x) { 
        this.x=x;
    }

    //不是構造方法,是一般的實例方法
    public int Sample(int x) { 
        return x++;
    }

}

 

以上例子盡管能編譯通過,但是把實例方法和構造方法同名,不是好的編程習慣,容易引起混淆。

實例:以下Mystery類的Mystery()方法有void返回類型,因此是普通的實例方法:

<span style="font-size:18px;">public class Mystery {
	private String s;

	//不是構造方法
	public void Mystery(){
		s = "constructor";
	}

        void go() {
		System.out.println(s);
        }

        public static void main(String[] args) {
		Mystery m = new Mystery();
                m.go();
        }

}</span>

 

以上程序的打印結果為null。因為用new語句創建Mystery實例時,調用的是Mystery類的默認構造方法,而不是以

上有void返回類型的Mystery()方法。

二重載構造方法

當通過new語句創建一個對象時,在不同的條件下,對象可能會有不同的初始化行為。可通過重載構造方法來表

達對象的多種初始化行為。以下的Employee類的構造方法有三種重載形式。在一個類的多個構造方法中,可能會出現

一些重復操作。為了提高代碼的可重用性,Java語言允許在一個構造方法中,用this語句來調用另一個構造方法。

例如對於公司新進來的一個雇員,在一開始的時候,有可能他的姓名和年齡是未知的,也有可能僅僅他的姓名是

已知的,也有可能姓名和年齡都是已知的。如果姓名是未知的,就暫且把姓名設為"無名氏",如果年齡是未知的,就

暫且把年齡設為-1。

實例:Employee.java源文件代碼:

 

<span style="font-size:18px;">public class Employee {
    private String name;
    private int age;

    //當雇員的姓名和年齡都已知,就調用此構造方法
    public Employee(String name, int age) {
	this.name = name;
        this.age=age;
    }

    //當雇員的姓名已知而年齡未知,就調用此構造方法
    public Employee(String name) {
	this(name, -1);
    }

    //當雇員的姓名和年齡都未知,就調用此構造方法 
    public Employee() {
	this( "無名氏" );
    }

    public void setName(String name){
	this.name=name; 
    }

    public String getName(){
	return name; 
    }

    public void setAge(int age){
	this.age=age;
    }

    public int getAge(){
	return age;
    }

   public static void main(String[] args){
	Employee zhangsan=new Employee("張三",25);
        Employee lisi=new Employee("李四");
        Employee someone=new Employee();
   }
}</span>

 

上述程序中mian()方法分別通過三個構造方法創建了三個Employee對象。在Employee(String name)構造方法

中,this(name,-1)語句用於調用Employee(String name,int age)構造方法。在Employee()構造方法中,this("無名氏")

語句用於調用Employee(String name)構造方法。

用this語句來調用其他構造方法時,必須遵守以下語法規則:

(1)假如在一個構造方法中使用了this語句,那麼它必須作為構造方法的第一條語句(不考慮注釋語句)。以下構造方

法是非法的:

<span style="font-size:18px;">public Employee(){
      String name="無名氏";
      this(name);//編譯錯誤,this語句必須作為第一條語句
}</span>

(2)只能在一個構造方法中用this語句來調用類的其他構造方法,而不能在實例方法中用this語句來調用類的其他構

造方法。

(3)只能用this語句來調用其他構造方法,而不能通過方法名來直接調用構造方法。以下對構造方法的調用方式是

非法的:

<span style="font-size:18px;">public Employee() {
         String name= "無名氏";
         Employee(name); //編譯錯誤,不能通過方法名來直接調用構造方法
}</span>

三默認構造方法

默認構造方法是沒有參數的構造方法,可分為兩種:

a隱含的默認構造方法;

b程序顯式定義的默認構造方法。

在Java語言中,每個類至少有一個構造方法。為了保證這一點,如果用戶定義的類中沒有提供任何構造方法,那

麼Java語言將自動提供一個隱含的默認構造方法。該構造方法沒有參數,用public 修飾,而且方法體為空,格式為:

<span style="font-size:18px;">//隱含的默認構造方法
public ClassName(){
} </span>

在程序中也可以顯式的定義默認構造方法,它可以是任意的訪問級別。例如:

<span style="font-size:18px;">//程序顯式定義的默認構造方法
protected Employee() { 
this("無名氏");
}</span>

如果類中顯式定義了一個或多個構造方法,並且所有的構造方法都帶參數,那麼這個類就失去了默認構造方法。

在以下程序中,Sample1類有一個隱含的默認構造方法,Sample2類沒有默認構造方法,Sample3類有一個顯式定義

的默認構造方法:

<span style="font-size:18px;">class Sample1{ 
}

class Sample2{
       public Sample2(int a){
            System.out.println("My Constructor");
      }
}

class Sample3{
       public Sample3(){
              System.out.println("My Default Constructor");
       }
}</span>

可以調用Sample1類的默認構造方法來創建Sample1對象:Sample1 s=new Sample1(); //合法

Sample2類沒有默認構造方法,因此以下語句會導致編譯錯誤:Sample2 s=new Sample2(); //編譯出錯

Sample3類顯式定義了默認構造方法,因此以下語句是合法的。Sample3 s=new Sample3();

四子類調用父類的構造方法

父類的構造方法不能被子類繼承。以下MyException類繼承了java.lang.Exception類:

<span style="font-size:18px;">// MyException類只有一個隱含的默認構造方法
public class MyException extends Exception{
} </span>

盡管在Exception類中定義了如下形式的構造方法:

<span style="font-size:18px;">public Exception(String msg){
}</span>

但MyException類不會繼承以上Exception類的構造方法,因此以下代碼是不合法的:

<span style="font-size:18px;">Exception e=new MyException("Something is error");//編譯出錯,MyException類不存在這樣的構造方法</span>

在子類的構造方法中,可以通過super語句調用父類的構造方法。例如:

<span style="font-size:18px;">public class MyException extends Exception{
        public MyException(){
              //調用Exception父類的Exception(String msg)構造方法
              super("Something is error");
       }

       public MyException(String msg){
             //調用Exception父類的Exception(String msg)構造方法
             super(msg);
       }
}</span>

用super語句來調用父類的構造方法時,必須遵守以下語法規則。

(1)在子類的構造方法中,不能直接通過父類方法名調用父類的構造方法,而是要使用super語句。

以下代碼是非法的:

<span style="font-size:18px;">public MyException(String msg){
       Exception(msg); //編譯錯誤
}</span>

(2)用super語句時,必須放在最前面。

以下代碼是非法的:

<span style="font-size:18px;">public MyException(){
        String msg= "Something wrong";
        super(msg); //編譯錯誤,super語句必須作為構造方法的第一條語句
}</span>

在創建子類的對象時,Java虛擬機首先執行父類的構造方法,然後再執行子類的構造方法。在多級繼承的情況

下,將從繼承樹的最上層的父類開始,依次執行各個類的構造方法,這可以保證子類對象從所有直接或間接父類中繼

承的實例變量都被正確的初始化。例如以下Base父類和Sub子類分別有一個實例變量 a和b,當構造Sub實例時,這兩

個實例變量都會被初始化。

實例代碼:

 

<span style="font-size:18px;">class Base{
	private int a;

        public Base(int a){
		this.a=a;
	}

        public int getA(){
		return a;
	}
}

public class Sub extends Base{
	private int b;

        public Sub(int a,int b){
		super(a); 
		this.b=b;
	}

        public int getB(){
		return b;
	}

        public static void main(String args[]){
		Sub sub=new Sub(1,2);
                System.out.println("a="+sub.getA()+",b="+sub.getB()); //打印a=1 b=2
       }

}</span>

 

運行結果:

a=1,b=2

在以下面的實例中,Son類繼承Father類,Father類繼承Grandpa類。這三個類都顯式定義了默認的構造方法,此

外還定義了一個帶參數的構造方法。

Son.java源文件代碼:

<span style="font-size:18px;">class Grandpa{
    protected Grandpa(){
	        System.out.println("default Grandpa");
    }

    public Grandpa(String name){
                System.out.println(name);
    }
}

class Father extends Grandpa{
    protected Father(){
		System.out.println("default Father");
    }

    public Father(String grandpaName,String fatherName){
		super(grandpaName);
		System.out.println(fatherName);
    }
}

public class Son extends Father{
    public Son(){
		System.out.println("default Son");
    }

    public Son(String grandpaName,String fatherName,String sonName){
		super(grandpaName,fatherName);
		System.out.println(sonName);
    }

    public static void main(String args[]){
		Son s1= new Son("My Grandpa", "My Father", "My Son"); 
                Son s2=new Son(); 
   }

}</span>

程序運行結果如下:

\

當子類的構造方法沒有用super語句顯式調用父類的構造方法,那麼通過這個構造方法創建子類對象時,Java虛

擬機會自動先調用父類的默認構造方法。

當子類的構造方法沒有用super語句顯式調用父類的構造方法,而父類又沒有提供默認構造方法時,將會出現編

譯錯誤。我們注釋掉Grandpa類的protected級別的構造方法,這樣,Grandpa類就失去了默認構造方法,這時,在編

譯Father類的默認構造方法時,因為找不到Grandpa類的默認構造方法而編譯出錯。如果把Grandpa類的默認構造方

法的protected訪問級別改為private訪問級別,也會導致編譯錯誤,因為Father類的默認構造方法無法訪問Grandpa類

的私有默認構造方法。

在以下例子中,子類Sub的默認構造方法沒有通過super語句調用父類的構造方法,而是通過this語句調用了自身

的另一個構造方法Sub(int i),而在Sub(int i)中通過super語句調用了父類Base的Base(int i)構造方法。這樣,無論通過

Sub類的哪個構造方法來創建Sub實例,都會先調用父類Base的Base(int i)構造方法。

Sub.java源文件代碼:

 

<span style="font-size:18px;">class Base{
	Base(int i){
		System.out.println("call Base(int i)");
	}
}

public class Sub extends Base{
	Sub(){
		this(0); 
		System.out.println("call Sub()");
	}

       Sub(int i){
		super(i); 
		System.out.println("call Sub(int i)");
	}

       public static void main(String args[]){
                Sub sub=new Sub();
       }
}</span>

程序執行結果如下:

\

五構造方法的作用域

構造方法只能通過以下方式被調用:

(1)當前類的其他構造方法通過this語句調用它。

(2)當前類的子類的構造方法通過super語句調用它。

(3)在程序中通過new語句調用它。

注意下面的構造函數的調用的方式:

Sub.java源文件代碼:

 

<span style="font-size:18px;">class Base{
    public Base(int i,int j){
    }

    public Base(int i){
	this(i,0); //合法
        Base(i,0); //編譯出錯
    }
}

class Sub extends Base{
    public Sub(int i,int j){
		super(i,0); //合法
    }

    void method1(int i,int j){
		this(i,j); //編譯出錯
		Sub(i,j); //編譯出錯
    }

    void method2(int i,int j){
		super(i,j); //編譯出錯
    }

    void method3(int i,int j){
		Base s=new Base(0,0); //合法
		s.Base(0,0); //編譯出錯
    }
}</span>

六構造方法的訪問級別

構造方法可以處於public、protected、默認和private這四種訪問級別之一。本節著重介紹構造方法處於private級

別的意義。當構造方法為private級別,意味著只能在當前類中訪問它:在當前類的其他構造方法中可以通過this語句

調用它,此外還可以在當前類的成員方法中通過new語句調用它。

在以下場合之一,可以把類的所有構造方法都聲明為private類型:

(1)在這個類中僅僅包含了一些供其他程序調用的靜態方法,沒有任何實例方法。其他程序無需創建該類的實例,

就能訪問類的靜態方法。例如 java.lang.Math類就符合這種情況,在Math類中提供了一系列用於數學運算的公共靜態

方法,為了禁止外部程序創建Math類的實例, Math類的惟一的構造方法是private類型的:private Math(){}

如果一個類是抽象類,意味著它是專門用於被繼承的類,可以擁有子類,而且可以創建具體子類的實例。而JDK

並不希望用戶創建Math類的子類,在這種情況下,把類的構造方法定義為private類型更合適。

(2)禁止這個類被繼承。當一個類的所有構造方法都是private類型,假如定義了它的子類,那麼子類的構造方法無

法調用父類的任何構造方法,因此會導致編譯錯誤。把一個類聲明為final類型,也能禁止這個類被繼承。這兩者的區

別是:

A如果一個類允許其他程序用new語句構造它的實例,但不允許擁有子類,那就把類聲明為final類型。

B如果一個類既不允許其他程序用new語句構造它的實例,又不允許擁有子類,那就把類的所有構造方法聲明為

private類型。由於大多數類都允許其他程序用new語句構造它的實例,因此用final修飾符來禁止類被繼承的做法更常

見。

C這個類需要把構造自身實例的細節封裝起來,不允許其他程序通過new語句創建這個類的實例,這個類向其他

程序提供了獲得自身實例的靜態方法,這種方法稱為靜態工廠方法。

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