构造方法

我们对封装已经有了基本的了解,接下来我们来看一个新的问题,依然以Person为例,由于Person中的属性都被private了,外界无法直接访问属性,必须对外提供相应的set和get方法。当创建Person对象的时候,Person对象一创建就要明确其姓名和年龄,那该怎么做呢?

构造方法介绍

在开发中经常需要在创建对象的同时明确对象的属性值,比如员工入职公司就要明确他的姓名、年龄等属性信息。也就是在创建对象的时候就要做的事情,当使用new关键字创建对象时,怎么给对象的属性初始化值呢?这就要学习Java另外一门小技术,构造方法。
那什么是构造方法呢?从字面上理解就是对象创建时要执行的方法。既然是对象创建时要执行的方法,那么只要在new对象时,知道其执行的构造方法是什么,就可以在执行这个方法的时候给对象进行属性赋值。

构造方法的格式:

修饰符 构造方法名(参数列表) 
{ 
}

构造方法的体现

  • 构造方法没有返回值类型。也不需要写返回值。因为它是为构建对象的,对象创建完,方法就执行结束。
  • 构造方法名称必须和类型保持一致。
  • 构造方法没有具体的返回值。

构造方法的代码体现:

class Person { 
    // Person的成员属性age和name 
    private int age; 
    private String name; 
 
    // Person的构造方法,拥有参数列表 
    Person(int a, String nm) { 
    // 接受到创建对象时传递进来的值,将值赋给成员属性 
        age = a; 
        name = nm; 
    } 
}

构造方法调用和内存图解

理解构造方法的格式和基本功能之后,现在就要研究构造方法是怎么执行的呢?在创建对象的时候是如何初始化的呢?构造方法是专门用来创建对象的,也就是在new对象时要调用构造方法。现在来看看如何调用构造方法。

class Person { 
    // Person的成员属性age和name 
    private int age; 
    private String name; 
 
    // Person的构造方法,拥有参数列表 
    Person(int a, String nm) { 
    // 接受到创建对象时传递进来的值,将值赋给成员属性 
        age = a; 
        name = nm; 
    } 
 
    public void speak() { 
        System.out.println("name=" + name + ",age=" + age); 
    } 
} 
 
class PersonDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
    // 创建Person对象,并明确对象的年龄和姓名 
        Person p2 = new Person(23, "张三"); 
        p2.speak(); 
    } 
}

上述代码演示了创建对象时构造方法的调用。即在创建对象时,会调用与参数列表对应的构造方法。

上述代码的图解:

图解说明:

  • 1、首先会将main方法压入栈中,执行main方法中的 new Person(23,"张三");
  • 2、在堆内存中分配一片区域,用来存放创建的Person对象,这片内存区域会有属于自己的内存地址(0x88)。然后给成员变量进行默认初始化(name=null,age=0)。
  • 3、执行构造方法中的代码(age = a ; name = nm;),将变量a对应的23赋值给age,将变量nm对应的”张三赋值给name,这段代码执行结束后,成员变量age和name的值已经改变。执行结束之后构造方法弹栈,Person对象创建完成。将Person对象的内存地址0x88赋值给p2。

默认构造方法和细节

如果没有显示指定构造方法,当在编译Java文件时,编译器会自动给class文件中添加默认的构造方法。如果在描述类时,我们显示指定了构造方法,那么,当在编译Java源文件时,编译器就不会再给class文件中添加默认构造方法。

class Person { 
//如果没有显示指定构造方法,编译会在编译时自动添加默认的构造方法 
//Person(){} //空参数的默认构造方法 
}

当在描述事物时,要不要在类中写构造方法呢?这时要根据描述事物的特点来确定,当描述的事物在创建其对象时就要明确属性的值,这时就需要在定义类的时候书写带参数的构造方法。若创建对象时不需要明确具体的数据,这时可以不用书写构造方法(不书写也有默认的构造方法)。

构造方法的细节:

  • 1、一个类中可以有多个构造方法,多个构造方法是以重载的形式存在的
  • 2、构造方法是可以被private修饰的,作用:其他程序无法创建该类的对象。
class Person { 
    private int age; 
    private String name; 
 
    // 私有无参数的构造方法,即外界不能通过new Person();语句创建本类对象 
    private Person() { 
    } 
 
    // 多个构造方法是以重载的形式存在 
    Person(int a) { 
        age = a; 
    } 
 
    Person(String nm, int a) { 
        name = nm; 
        age = a; 
    } 
}

构造方法和一般方法区别

构造方法在对象创建时就执行了,而且只执行一次。一般方法是在对象创建后,需要使用时才被对象调用,并可以被多次调用。
问题:有了构造方法之后可以对对象的属性进行初始化,那么还需要对应的set和get方法吗?需要相应的set和get方法,因为对象在创建之后需要修改和访问相应的属性值时,在这时只能通过set或者get方法来操作。
思考,如下代码有问题吗?

class Person { 
    void Person() {//void有问题 
    } 
} 
 
class PersonDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
        Person p = new Person(); 
    } 
}

this关键字

在之前学习方法时,我们知道方法之间是可以相互调用的,那么构造方法之间能不能相互调用呢?若可以,怎么调用呢?

this调用构造方法

在之前学习方法之间调用时,可以通过方法名进行调用。可是针对构造方法,无法通过构造方法名来相互调用。构造方法之间的调用,可以通过this关键字来完成。
构造方法调用格式:

this(参数列表);

构造方法的调用

class Person { 
    // Person的成员属性 
    private int age; 
    private String name; 
 
    // 无参数的构造方法 
    Person() { 
    } 
 
    // 给姓名初始化的构造方法 
    Person(String nm) { 
        name = nm; 
    } 
 
    // 给姓名和年龄初始化的构造方法 
    Person(String nm, int a) { 
    // 由于已经存在给姓名进行初始化的构造方法 name = nm;因此只需要调用即可 
    // 调用其他构造方法,需要通过this关键字来调用 
        this(nm); 
    // 给年龄初始化 
        age = a; 
    } 
}

this的原理图解

了解了构造方法之间是可以相互调用,那为什么他们之间通过this就可以调用呢?通过上面的学习,简单知道使用this可以实现构造方法之间的调用,但是为什么就会知道this调用哪一个构造方法呢?接下来需要图解完成。

class Person { 
    private int age; 
    private String name; 
 
    Person() { 
    } 
    Person(String nm) { 
        name = nm; 
    } 
    Person(String nm, int a) { 
        this(nm); 
        age = a; 
    } 
} 
 
class PersonDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
        Person p = new Person("张三", 23); 
    } 
}

 

图列说明:

  • 1、先执行main方法,main方法压栈,执行其中的new Person(“张三”,23);
  • 2、堆内存中开辟空间,并为其分配内存地址0x33,,紧接着成员变量默认初始化(name=null age = 0);
  • 3、拥有两个参数的构造方法(Person(String nm , int a))压栈,在这个构造方法中有一个隐式的this,因为构造方法是给对象初始化的,那个对象调用到这个构造方法,this就指向堆中的那个对象。
  • 4、由于Person(String nm , int a)构造方法中使用了this(nm);构造方法Person(String nm)就会压栈,并将“张三”传递给nm。在Person(String nm , int a)构造方法中同样也有隐式的this,this的值同样也为0x33,这时会执行其中name = nm,即把“张三”赋值给成员的name。当赋值结束后Person(String nm , int a)构造方法弹栈。
  • 5、程序继续执行构造方法(Person(String nm , int a)中的age = a;这时会将23赋值给成员属性age。赋值结束构造方法(Person(String nm , int a)弹栈。
  • 6、当构造方法(Person(String nm , int a)弹栈结束后,Person对象在内存中创建完成,并将0x33赋值给main方法中的p引用变量。

this到底代表什么呢?this代表的是对象,具体代表哪个对象呢?哪个对象调用了this所在的方法,this就代表哪个对象。

调用其他构造方法的语句必须定义在构造方法的第一行,原因是初始化动作要最先执行。

成员变量和局部变量同名问题

通过上面学习,基本明确了对象初始化过程中的细节,也知道了构造方法之间的调用是通过this关键字完成的。但this也有另外一个用途,当在方法中出现了局部变量和成员变量同名的时候,那么在方法中怎么区别局部变量成员变量呢?可以在成员变量名前面加上this.来区别成员变量和局部变量。

class Person { 
    private int age; 
    private String name; 
 
    // 给姓名和年龄初始化的构造方法 
    Person(String name, int age) { 
    // 当需要访问成员变量是,只需要在成员变量前面加上this.即可 
        this.name = name; 
        this.age = age; 
    } 
    public void speak() { 
        System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age); 
    } 
} 
 
class PersonDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
        Person p = new Person("张三", 23); 
        p.speak(); 
    } 
}

this的应用

学习完了构造方法、this的用法之后,现在做个小小的练习。需求:在Person类中定义功能,判断两个人是否是同龄人

class Person { 
    private int age; 
    private String name; 
 
    // 给姓名和年龄初始化的构造方法 
    Person(String name, int age) { 
   // 当需要访问成员变量是,只需要在成员变量前面加上this.即可 
        this.name = name; 
        this.age = age; 
    } 
 
    public void speak() { 
        System.out.println("name=" + this.name + ",age=" + this.age); 
    } 
 
    // 判断是否为同龄人 
    public boolean equalsAge(Person p) { 
    // 使用当前调用该equalsAge方法对象的age和传递进来p的age进行比较 
    // 由于无法确定具体是哪一个对象调用equalsAge方法,这里就可以使用this来代替 
    /* 
    * if(this.age == p.age) { return true; } return false; 
    */ 
        return this.age = p.age; 
    } 
}

super关键字

子父类中构造方法的调用
在创建子类对象时,父类的构造方法会先执行,因为子类中所有构造方法的第一行有默认的隐式super();语句。
格式:

//调用本类中的构造方法 
this(实参列表); 
//调用父类中的空参数构造方法 
super(); 
//调用父类中的有参数构造方法 
super(实参列表);

为什么子类对象创建都要访问父类中的构造方法?因为子类继承了父类的内容,所以创建对象时,必须要先看父类是如何对其内容进行初始化的,看如下程序:

public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
        new Zi(); 
    } 
 
} 
class Fu{ 
    int num ; 
    Fu(){ 
        System.out.println("Fu构造方法"+num); 
        num = 4; 
    } 
} 
class Zi extends Fu{ 
    Zi(){ 
    //super(); 调用父类空参数构造方法 
        System.out.println("Zi构造方法"+num); 
    } 
} 
//  执行结果: 
//  Fu构造方法0 
//  Zi构造方法4

通过结果发现,子类构造方法执行时中,调用了父类构造方法,这说明,子类构造方法中有一句super()。那么,子类中的构造方法为什么会有一句隐式的super()呢?

原因:子类会继承父类中的内容,所以子类在初始化时,必须先到父类中去执行父类的初始化动作。这样,才可以使用父类中的内容。
当父类中没有空参数构造方法时,子类的构造方法必须有显示的super语句,指定要访问的父类有参数构造方法。

子类对象创建过程的细节

如果子类的构造方法第一行写了this调用了本类其他构造方法,那么super调用父类的语句还有吗?这时是没有的,因为this()或者super(),只能定义在构造方法的第一行,因为初始化动作要先执行。
父类构造方法中是否有隐式的super呢?也是有的。记住:只要是构造方法默认第一行都是super();
父类的父类是谁呢?super调用的到底是谁的构造方法呢?Java体系在设计,定义了一个所有对象的父类Object

类中的构造方法默认第一行都有隐式的super()语句,用来访问父类中的空参数构造方法。所以父类的构造方法既可以给自己的对象初始化,也可以给自己的子类对象初始化。如果默认的隐式super()语句在父类中没有对应的构造方法,那么必须在构造方法中通过this或者super的形式明确要调用的构造方法。

super应用

练习:描述学生和工人这两个类,将他们的共性name和age抽取出来存放在父类中,并提供相应的get和set方法,同时需要在创建学生和工人对象就必须明确姓名和年龄

//定义Person类,将Student和Worker共性抽取出来 
class Person { 
    private String name; 
    private int age; 
    public Person(String name, int age) { 
// super(); 
        this.name = name; 
        this.age = age; 
    } 
    public String getName() { 
        return name; 
    } 
    public void setName(String name) { 
        this.name = name; 
    } 
    public int getAge() { 
        return age; 
    } 
    public void setAge(int age) { 
        this.age = age; 
    } 
} 
class Student extends Person { 
// Student类的构造方法 
    Student(String name, int age) { 
// 使用super关键字调用父类构造方法,进行相应的初始化动作 
        super(name, age); 
    } 
    public void study() {// Studnet中特有的方法 
        System.out.println(this.getName() + "同学在学习"); 
    } 
} 
class Worker extends Person { 
    Worker(String name, int age) { 
// 使用super关键字调用父类构造方法,进行相应的初始化动作 
        super(name, age); 
    } 
    public void work() {// Worker 中特有的方法 
        System.out.println(this.getName() + "工人在工作"); 
    } 
} 
public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
        Student stu = new Student("小明",23); 
        stu.study(); 
 
        Worker w = new Worker("小李",45); 
        w.work(); 
    } 
}

知识点总结

this关键字

  • this关键字,本类对象的引用
  • this是在方法中使用的,哪个对象调用了该方法,那么,this就代表调用该方法的对象引用
  • this什么时候存在的?当创建对象的时候,this存在的
  • this的作用:用来区别同名的成员变量与局部变量(this.成员变量)
public void setName(String name) { 
    this.name = name; 
}

构造方法: 用来给类的成员进行初始化操作

格式:

修饰符 类名 (参数列表) { 
    ... 
}

构造方法的特点:

  • 方法名与类名相同
  • 没有返回值,也没有返回值类型,连void也没有
  • 只有在创建对象的时候才可以被调用

super关键字

  • super指的是父类的存储空间(理解为父类的引用)
  • 调用父类的成员变量:super.成员变量;
  • 调用父类的构造方法:super(参数);
  • 调用父类的成员方法:super.成员方法();

继承中的构造方法注意事项:

  • 如果我们手动给出了构造方法,编译器不会在给我们提供默认的空参数构造方法
  • 如果我们没写任何的构造方法,编译器提供给我们一个空参数构造方法
  • 在构造方法中,默认的第一条语句为 super();它是用来访问父类中的空参数构造方法,进行父类成员的初始化操作
  • 当父类中没有空参数构造方法的时候, 可以通过 super(参数) 访问父类有参数的构造方法; 也可以通过 this(参数) 访问本类中其他构造方法,前提是本类中的其他构造方法已经能够正常访问父类构造方法;
  • super(参数) 与 this(参数) 不能同时在构造方法中存在。
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