Инициализация на клас и обект в Java

Класовете и обектите в Java трябва да бъдат инициализирани, преди да бъдат използвани. По-рано сте научили, че полетата на класа се инициализират до стойности по подразбиране, когато се зареждат класове и че обектите се инициализират чрез конструктори, но има и повече за инициализация. Тази статия представя всички функции на Java за инициализиране на класове и обекти.

изтегляне Вземете кода Изтеглете изходния код, например приложения в този урок. Създадено от Jeff Friesen за JavaWorld.

Как да инициализираме Java клас

Преди да проучим поддръжката на Java за инициализация на класа, нека да обобщим стъпките за инициализиране на клас Java. Помислете за списък 1.

Листинг 1. Инициализиране на полетата на класа към стойности по подразбиране

class SomeClass { static boolean b; static byte by; static char c; static double d; static float f; static int i; static long l; static short s; static String st; }

Листинг 1 декларира клас SomeClass. Този клас декларира девет области на видове boolean, byte, char, double, float, int, long, short, и String. Когато SomeClassсе зареди, битовете на всяко поле са зададени на нула, което интерпретирате по следния начин:

false 0 \u0000 0.0 0.0 0 0 0 null

Предишните полета на класа бяха неявно инициализирани до нула. Можете обаче изрично да инициализирате полетата на класа, като директно им присвоявате стойности, както е показано в листинг 2.

Листинг 2. Инициализиране на полетата на класа с явни стойности

class SomeClass { static boolean b = true; static byte by = 1; static char c = 'A'; static double d = 2.0; static float f = 3.0f; static int i = 4; static long l = 5000000000L; static short s = 20000; static String st = "abc"; }

Стойността на всяка задача трябва да бъде съвместима с типа на типа на полето на класа. Всяка променлива съхранява стойността директно, с изключение на st. Променливата stсъхранява препратка към Stringобект, който съдържа abc.

Референтни полета на класа

Когато инициализирате поле на клас, е законно да го инициализирате до стойността на предварително инициализирано поле на клас. Например, Обява 3 инициализира yна xлидер стойност. И двете полета се инициализират в 2.

Листинг 3. Позоваване на предварително декларирано поле

class SomeClass { static int x = 2; static int y = x; public static void main(String[] args) { System.out.println(x); System.out.println(y); } }

Обратното обаче не е законно: не можете да инициализирате поле на клас до стойността на впоследствие декларирано поле на клас. Java компилаторът извежда, illegal forward referenceкогато срещне този сценарий. Помислете за списък 4.

Листинг 4. Опит за позоваване на декларирано впоследствие поле

class SomeClass { static int x = y; static int y = 2; public static void main(String[] args) { System.out.println(x); System.out.println(y); } }

Компилаторът ще докладва, illegal forward referenceкогато срещне static int x = y;. Това е така, защото изходният код се компилира отгоре надолу и компилаторът все още не е видял y. (То също ще изведе това съобщение, ако yне е изрично инициализирано.)

Блокове за инициализация на класа

В някои случаи може да искате да извършите сложни инициализации, базирани на класа. Ще направите това, след като клас е зареден и преди да бъдат създадени обекти от този клас (ако приемем, че класът не е полезен клас). Можете да използвате блок за инициализация на клас за тази задача.

А клас инициализация блок е блок от изявления, предшествани от staticключовата дума, въведена в тялото на класа си. Когато класът се зареди, тези изрази се изпълняват. Помислете за списък 5.

Листинг 5. Инициализиране на масиви от стойности на синус и косинус

class Graphics { static double[] sines, cosines; static { sines = new double[360]; cosines = new double[360]; for (int i = 0; i < sines.length; i++) { sines[i] = Math.sin(Math.toRadians(i)); cosines[i] = Math.cos(Math.toRadians(i)); } } }

Листинг 5 декларира Graphicsклас, който декларира sinesи cosinesмасивни променливи. Той също така декларира блок за инициализация на клас, който създава масиви от 360 елемента, чиито препратки са присвоени на sinesи cosines. След това използва forизраз, за ​​да инициализира тези елементи на масива до подходящите синусоидални и косинусови стойности, като извиква Mathкласа sin()и cos()методите. ( Mathе част от стандартната библиотека на Java. Ще обсъдя този клас и тези методи в следваща статия.)

Трик за изпълнение

Тъй като производителността е важна за графичните приложения и тъй като е по-бърз достъп до елемент на масив, отколкото да се извика метод, разработчиците прибягват до трикове за изпълнение, като създаване и инициализиране на масиви от синуси и косинуси.

Комбиниране на инициализатори на полета на клас и блокове за инициализация на класа

Можете да комбинирате множество инициализатори на полета на клас и блокове за инициализация на клас в приложение. Листинг 6 дава пример.

Листинг 6. Извършване на инициализация на клас в ред отгоре надолу

class MCFICIB { static int x = 10; static double temp = 98.6; static { System.out.println("x = " + x); temp = (temp - 32) * 5.0/9.0; // convert to Celsius System.out.println("temp = " + temp); } static int y = x + 5; static { System.out.println("y = " + y); } public static void main(String[] args) { } }

Листинг 6 декларира и инициализира двойка полета на класа ( xи y) и декларира двойка staticинициализатори. Съставете този списък, както е показано:

javac MCFICIB.java

След това стартирайте полученото приложение:

java MCFICIB

Трябва да наблюдавате следния изход:

x = 10 temp = 37.0 y = 15

Този изход разкрива, че инициализацията на класа се извършва в ред отгоре надолу.

() методи

When compiling class initializers and class initialization blocks, the Java compiler stores the compiled bytecode (in top-down order) in a special method named (). The angle brackets prevent a name conflict: you cannot declare a () method in source code because the < and > characters are illegal in an identifier context.

After loading a class, the JVM calls this method before calling main() (when main() is present).

Let's take a look inside MCFICIB.class. The following partial disassembly reveals the stored information for the x, temp, and y fields:

Field #1 00000290 Access Flags ACC_STATIC 00000292 Name x 00000294 Descriptor I 00000296 Attributes Count 0 Field #2 00000298 Access Flags ACC_STATIC 0000029a Name temp 0000029c Descriptor D 0000029e Attributes Count 0 Field #3 000002a0 Access Flags ACC_STATIC 000002a2 Name y 000002a4 Descriptor I 000002a6 Attributes Count 0

The Descriptor line identifies the JVM's type descriptor for the field. The type is represented by a single letter: I for int and D for double.

The following partial disassembly reveals the bytecode instruction sequence for the () method. Each line starts with a decimal number that identifies the zero-based offset address of the subsequent instruction:

 0 bipush 10 2 putstatic MCFICIB/x I 5 ldc2_w #98.6 8 putstatic MCFICIB/temp D 11 getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 14 new java/lang/StringBuilder 17 dup 18 invokespecial java/lang/StringBuilder/()V 21 ldc "x = " 23 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 26 getstatic MCFICIB/x I 29 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(I)Ljava/lang/StringBuilder; 32 invokevirtual java/lang/StringBuilder/toString()Ljava/lang/String; 35 invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 38 getstatic MCFICIB/temp D 41 ldc2_w #32 44 dsub 45 ldc2_w #5 48 dmul 49 ldc2_w #9 52 ddiv 53 putstatic MCFICIB/temp D 56 getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 59 new java/lang/StringBuilder 62 dup 63 invokespecial java/lang/StringBuilder/()V 66 ldc "temp = " 68 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 71 getstatic MCFICIB/temp D 74 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(D)Ljava/lang/StringBuilder; 77 invokevirtual java/lang/StringBuilder/toString()Ljava/lang/String; 80 invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 83 getstatic MCFICIB/x I 86 iconst_5 87 iadd 88 putstatic MCFICIB/y I 91 getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 94 new java/lang/StringBuilder 97 dup 98 invokespecial java/lang/StringBuilder/()V 101 ldc "y = " 103 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 106 getstatic MCFICIB/y I 109 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(I)Ljava/lang/StringBuilder; 112 invokevirtual java/lang/StringBuilder/toString()Ljava/lang/String; 115 invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 118 return

The instruction sequence from offset 0 through offset 2 is equivalent to the following class field initializer:

static int x = 10;

The instruction sequence from offset 5 through offset 8 is equivalent to the following class field initializer:

static double temp = 98.6;

The instruction sequence from offset 11 through offset 80 is equivalent to the following class initialization block:

static { System.out.println("x = " + x); temp = (temp - 32) * 5.0/9.0; // convert to Celsius System.out.println("temp = " + temp); }

The instruction sequence from offset 83 through offset 88 is equivalent to the following class field initializer:

static int y = x + 5;

The instruction sequence from offset 91 through offset 115 is equivalent to the following class initialization block:

static { System.out.println("y = " + y); }

Finally, the return instruction at offset 118 returns execution from () to that part of the JVM that called this method.

Don't worry about what the bytecode means

The takeaway from this exercise is to see that all code in Listing 6's class field initializers and class initialization blocks is located in the () method, and is executed in top-down order.

How to initialize objects

After a class has been loaded and initialized, you'll often want to create objects from the class. As you learned in my recent introduction to programming with classes and objects, you initialize an object via the code that you place in a class's constructor. Consider Listing 7.

Listing 7. Using the constructor to initialize an object

class City { private String name; int population; City(String name, int population) { this.name = name; this.population = population; } @Override public String toString() { return name + ": " + population; } public static void main(String[] args) { City newYork = new City("New York", 8491079); System.out.println(newYork); // Output: New York: 8491079 } }

Listing 7 declares a City class with name and population fields. When a City object is created, the City(String name, int population) constructor is called to initialize these fields to the called constructor's arguments. (I've also overridden Object's public String toString() method to conveniently return the city name and population value as a string. System.out.println() ultimately calls this method to return the object's string representation, which it outputs.)

Before the constructor is called, what values do name and population contain? You can find out by inserting System.out.println(this.name); System.out.println(this.population); at the start of the constructor. After compiling the source code (javac City.java) and running the application (java City), you would observe null for name and 0 for population. The new operator zeroes an object's object (instance) fields before executing a constructor.

Както при полетата на класа, можете изрично да инициализирате обектни полета. Например, можете да посочите String name = "New York";или int population = 8491079;. Обикновено обаче няма какво да спечелите, като направите това, тъй като тези полета ще бъдат инициализирани в конструктора. Единственото предимство, за което се сещам, е да присвоите стойност по подразбиране на полето на обекта; тази стойност се използва, когато извикате конструктор, който не инициализира полето:

int numDoors = 4; // default value assigned to numDoors Car(String make, String model, int year) { this(make, model, year, numDoors); } Car(String make, String model, int year, int numDoors) { this.make = make; this.model = model; this.year = year; this.numDoors = numDoors; }

Инициализацията на обект отразява инициализацията на класа