学了JavaSE面向对象这一部分,也该对构造方法做一个总结了。
一构造方法
在多数情况下,初始化一个对象的最终步骤是去调用这个对象的构造方法。构造方法负责对象的初始化工作,为
实例变量赋予合适的初始值。构造方法必须满足以下语法规则:
(1)方法名必须与类名相同;
(2)不要声明返回类型;
(3)不能被static、final、synchronized、abstract和native修饰。构造方法不能被子类继承,所以用final和abstract
修饰没有意义。构造方法用于初始化一个新建的对象,所以用static修饰没有意义。多个线程不会同时创建内存地址相
同的同一个对象,因此用synchronized修饰没有必要。此外,Java语言不支持native类型的构造方法。
实例:在以下Sample类中,具有int返回类型的Sample(int x)方法只是个普通的实例方法,不能作为构造方法:
<span style="font-size:18px;">public class Sample { private int x; //不带参数的构造方法 public Sample(){ this(1); } //带参数的构造方法 public Sample(int x) { this.x=x; } //不是构造方法,是一般的实例方法 public int Sample(int x) { return x++; } }</span>
以上例子尽管能编译通过,但是把实例方法和构造方法同名,不是好的编程习惯,容易引起混淆。
实例:以下Mystery类的Mystery()方法有void返回类型,因此是普通的实例方法:
<span style="font-size:18px;">public class Mystery { private String s; //不是构造方法 public void Mystery(){ s = "constructor"; } void go() { System.out.println(s); } public static void main(String[] args) { Mystery m = new Mystery(); m.go(); } }</span>
以上程序的打印结果为null。因为用new语句创建Mystery实例时,调用的是Mystery类的默认构造方法,而不是以
上有void返回类型的Mystery()方法。
二重载构造方法
当通过new语句创建一个对象时,在不同的条件下,对象可能会有不同的初始化行为。可通过重载构造方法来表
达对象的多种初始化行为。以下的Employee类的构造方法有三种重载形式。在一个类的多个构造方法中,可能会出现
一些重复操作。为了提高代码的可重用性,Java语言允许在一个构造方法中,用this语句来调用另一个构造方法。
例如对于公司新进来的一个雇员,在一开始的时候,有可能他的姓名和年龄是未知的,也有可能仅仅他的姓名是
已知的,也有可能姓名和年龄都是已知的。如果姓名是未知的,就暂且把姓名设为"无名氏",如果年龄是未知的,就
暂且把年龄设为-1。
实例:Employee.java源文件代码:
<span style="font-size:18px;">public class Employee { private String name; private int age; //当雇员的姓名和年龄都已知,就调用此构造方法 public Employee(String name, int age) { this.name = name; this.age=age; } //当雇员的姓名已知而年龄未知,就调用此构造方法 public Employee(String name) { this(name, -1); } //当雇员的姓名和年龄都未知,就调用此构造方法 public Employee() { this( "无名氏" ); } 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("张三",25); Employee lisi=new Employee("李四"); Employee someone=new Employee(); } }</span>
上述程序中mian()方法分别通过三个构造方法创建了三个Employee对象。在Employee(String name)构造方法
中,this(name,-1)语句用于调用Employee(String name,int age)构造方法。在Employee()构造方法中,this("无名氏")
语句用于调用Employee(String name)构造方法。
用this语句来调用其他构造方法时,必须遵守以下语法规则:
(1)假如在一个构造方法中使用了this语句,那么它必须作为构造方法的第一条语句(不考虑注释语句)。以下构造方
法是非法的:
<span style="font-size:18px;">public Employee(){ String name="无名氏"; this(name);//编译错误,this语句必须作为第一条语句 }</span>
(2)只能在一个构造方法中用this语句来调用类的其他构造方法,而不能在实例方法中用this语句来调用类的其他构
造方法。
(3)只能用this语句来调用其他构造方法,而不能通过方法名来直接调用构造方法。以下对构造方法的调用方式是
非法的:
<span style="font-size:18px;">public Employee() { String name= "无名氏"; Employee(name); //编译错误,不能通过方法名来直接调用构造方法 }</span>
三默认构造方法
默认构造方法是没有参数的构造方法,可分为两种:
a隐含的默认构造方法;
b程序显式定义的默认构造方法。
在Java语言中,每个类至少有一个构造方法。为了保证这一点,如果用户定义的类中没有提供任何构造方法,那
么Java语言将自动提供一个隐含的默认构造方法。该构造方法没有参数,用public 修饰,而且方法体为空,格式为:
<span style="font-size:18px;">//隐含的默认构造方法 public ClassName(){ } </span>
在程序中也可以显式的定义默认构造方法,它可以是任意的访问级别。例如:
<span style="font-size:18px;">//程序显式定义的默认构造方法 protected Employee() { this("无名氏"); }</span>
如果类中显式定义了一个或多个构造方法,并且所有的构造方法都带参数,那么这个类就失去了默认构造方法。
在以下程序中,Sample1类有一个隐含的默认构造方法,Sample2类没有默认构造方法,Sample3类有一个显式定义
的默认构造方法:
<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>
可以调用Sample1类的默认构造方法来创建Sample1对象:Sample1 s=new Sample1(); //合法
Sample2类没有默认构造方法,因此以下语句会导致编译错误:Sample2 s=new Sample2(); //编译出错
Sample3类显式定义了默认构造方法,因此以下语句是合法的。Sample3 s=new Sample3();
四子类调用父类的构造方法
父类的构造方法不能被子类继承。以下MyException类继承了java.lang.Exception类:
<span style="font-size:18px;">// MyException类只有一个隐含的默认构造方法 public class MyException extends Exception{ } </span>
尽管在Exception类中定义了如下形式的构造方法:
<span style="font-size:18px;">public Exception(String msg){ }</span>
但MyException类不会继承以上Exception类的构造方法,因此以下代码是不合法的:
<span style="font-size:18px;">Exception e=new MyException("Something is error");//编译出错,MyException类不存在这样的构造方法</span>
在子类的构造方法中,可以通过super语句调用父类的构造方法。例如:
<span style="font-size:18px;">public class MyException extends Exception{ public MyException(){ //调用Exception父类的Exception(String msg)构造方法 super("Something is error"); } public MyException(String msg){ //调用Exception父类的Exception(String msg)构造方法 super(msg); } }</span>
用super语句来调用父类的构造方法时,必须遵守以下语法规则。
(1)在子类的构造方法中,不能直接通过父类方法名调用父类的构造方法,而是要使用super语句。
以下代码是非法的:
<span style="font-size:18px;">public MyException(String msg){ Exception(msg); //编译错误 }</span>
(2)用super语句时,必须放在最前面。
以下代码是非法的:
<span style="font-size:18px;">public MyException(){ String msg= "Something wrong"; super(msg); //编译错误,super语句必须作为构造方法的第一条语句 }</span>
在创建子类的对象时,Java虚拟机首先执行父类的构造方法,然后再执行子类的构造方法。在多级继承的情况
下,将从继承树的最上层的父类开始,依次执行各个类的构造方法,这可以保证子类对象从所有直接或间接父类中继
承的实例变量都被正确的初始化。例如以下Base父类和Sub子类分别有一个实例变量 a和b,当构造Sub实例时,这两
个实例变量都会被初始化。
实例代码:
<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>
运行结果:
a=1,b=2
在以下面的实例中,Son类继承Father类,Father类继承Grandpa类。这三个类都显式定义了默认的构造方法,此
外还定义了一个带参数的构造方法。
Son.java源文件代码:
<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>
程序运行结果如下:
当子类的构造方法没有用super语句显式调用父类的构造方法,那么通过这个构造方法创建子类对象时,Java虚
拟机会自动先调用父类的默认构造方法。
当子类的构造方法没有用super语句显式调用父类的构造方法,而父类又没有提供默认构造方法时,将会出现编
译错误。我们注释掉Grandpa类的protected级别的构造方法,这样,Grandpa类就失去了默认构造方法,这时,在编
译Father类的默认构造方法时,因为找不到Grandpa类的默认构造方法而编译出错。如果把Grandpa类的默认构造方
法的protected访问级别改为private访问级别,也会导致编译错误,因为Father类的默认构造方法无法访问Grandpa类
的私有默认构造方法。
在以下例子中,子类Sub的默认构造方法没有通过super语句调用父类的构造方法,而是通过this语句调用了自身
的另一个构造方法Sub(int i),而在Sub(int i)中通过super语句调用了父类Base的Base(int i)构造方法。这样,无论通过
Sub类的哪个构造方法来创建Sub实例,都会先调用父类Base的Base(int i)构造方法。
Sub.java源文件代码:
<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>
程序执行结果如下:
五构造方法的作用域
构造方法只能通过以下方式被调用:
(1)当前类的其他构造方法通过this语句调用它。
(2)当前类的子类的构造方法通过super语句调用它。
(3)在程序中通过new语句调用它。
注意下面的构造函数的调用的方式:
Sub.java源文件代码:
<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); //编译出错 } } class Sub extends Base{ public Sub(int i,int j){ super(i,0); //合法 } void method1(int i,int j){ this(i,j); //编译出错 Sub(i,j); //编译出错 } void method2(int i,int j){ super(i,j); //编译出错 } void method3(int i,int j){ Base s=new Base(0,0); //合法 s.Base(0,0); //编译出错 } }</span>
六构造方法的访问级别
构造方法可以处于public、protected、默认和private这四种访问级别之一。本节着重介绍构造方法处于private级
别的意义。当构造方法为private级别,意味着只能在当前类中访问它:在当前类的其他构造方法中可以通过this语句
调用它,此外还可以在当前类的成员方法中通过new语句调用它。
在以下场合之一,可以把类的所有构造方法都声明为private类型:
(1)在这个类中仅仅包含了一些供其他程序调用的静态方法,没有任何实例方法。其他程序无需创建该类的实例,
就能访问类的静态方法。例如 java.lang.Math类就符合这种情况,在Math类中提供了一系列用于数学运算的公共静态
方法,为了禁止外部程序创建Math类的实例, Math类的惟一的构造方法是private类型的:private Math(){}
如果一个类是抽象类,意味着它是专门用于被继承的类,可以拥有子类,而且可以创建具体子类的实例。而JDK
并不希望用户创建Math类的子类,在这种情况下,把类的构造方法定义为private类型更合适。
(2)禁止这个类被继承。当一个类的所有构造方法都是private类型,假如定义了它的子类,那么子类的构造方法无
法调用父类的任何构造方法,因此会导致编译错误。把一个类声明为final类型,也能禁止这个类被继承。这两者的区
别是:
A如果一个类允许其他程序用new语句构造它的实例,但不允许拥有子类,那就把类声明为final类型。
B如果一个类既不允许其他程序用new语句构造它的实例,又不允许拥有子类,那就把类的所有构造方法声明为
private类型。由于大多数类都允许其他程序用new语句构造它的实例,因此用final修饰符来禁止类被继承的做法更常
见。
C这个类需要把构造自身实例的细节封装起来,不允许其他程序通过new语句创建这个类的实例,这个类向其他
程序提供了获得自身实例的静态方法,这种方法称为静态工厂方法。