Java中的构造方法:对象创建时的必经之路

沉默王二2021年10月22日
大约 8 分钟

我对三妹说,“上一节学了 Java 中的方法,接着学构造方法的话,难度就小很多了。”

“在 Java 中,构造方法是一种特殊的方法,当一个类被实例化的时候,就会调用构造方法。只有在构造方法被调用的时候,对象才会被分配内存空间。每次使用 new 关键字创建对象的时候,构造方法至少会被调用一次。”

“如果你在一个类中没有看见构造方法,并不是因为构造方法不存在,而是被缺省了,编译器会给这个类提供一个默认的构造方法。往大的方面说,就是,Java 有两种类型的构造方法:无参构造方法和有参构造方法。”

“注意,之所以叫它构造方法,是因为对象在创建的时候,需要通过构造方法初始化值——就是描写对象的那些状态,对应的是类中的字段。”

01、创建构造方法的规则有哪些

构造方法必须符合以下规则:

  • 构造方法的名字必须和类名一样;
  • 构造方法没有返回类型,包括 void;
  • 构造方法不能是抽象的、静态的、最终的、同步的,也就是说,构造方法不能通过 abstract、static、final、synchronized 关键字修饰。

简单解析一下最后一条规则。

  • 由于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,所以用 synchronized 修饰没有必要。

构造方法的语法格式如下:

class class_name {
    public class_name(){}    // 默认无参构造方法
    public ciass_name([paramList]){}    // 定义有参数列表的构造方法// 类主体
}

值得注意的是,如果用 void 声明构造方法的话,编译时不会报错,但 Java 会把这个所谓的“构造方法”当成普通方法来处理。

/**
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 * @author 沉默王二
 * @date 2020/11/26
 */
public class Demo {
    void Demo(){ }
}

void Demo(){} 看起来很符合构造方法的写法(与类名相同),但其实只是一个不符合规范的普通方法,方法名的首字母使用了大写,方法体为空,它并不是默认的无参构造方法,可以通过反编译后的字节码验证。

public class Demo {
    public Demo() {
    }

    void Demo() {
    }
}

public Demo() {} 才是真正的无参构造方法。

不过,可以使用访问权限修饰符(private、protected、public、default)来修饰构造方法,访问权限修饰符决定了构造方法的创建方式。

02、什么是默认构造方法

如果一个构造方法中没有任何参数,那么它就是一个默认构造方法,也称为无参构造方法。

/**
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 */
public class Bike {
    Bike(){
        System.out.println("一辆自行车被创建");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Bike bike = new Bike();
    }
}

在上面这个例子中,我们为 Bike 类中创建了一个无参的构造方法,它在我们创建对象的时候被调用。

程序输出结果如下所示:

一辆自行车被创建

通常情况下,无参构造方法是可以缺省的,我们开发者并不需要显式的声明无参构造方法,把这项工作交给编译器更轻松一些。

“二哥,默认构造方法的目的是什么?它为什么是一个空的啊?”三妹疑惑地看着我,提出了这个尖锐的问题。

“三妹啊,默认构造方法的目的主要是为对象的字段提供默认值,看下面这个例子你就明白了。”我胸有成竹地回答道。

/**
 * @author 沉默王二,一枚有趣的程序员
 */
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        System.out.println("姓名 " + p.name + " 年龄 " + p.age);
    }
}

输出结果如下所示:

姓名 null 年龄 0

在上面的例子中,默认构造方法初始化了 name 和 age 的值,name 是 String 类型,所以默认值为 null,age 是 int 类型,所以默认值为 0。如果没有默认构造方法的话,这项工作就无法完成了。

03、什么是有参构造方法

有参数的构造方法被称为有参构造方法,参数可以有一个或多个。有参构造方法可以为不同的对象提供不同的值。当然,也可以提供相同的值。

/**
 * @author 沉默王二,一枚有趣的程序员
 */
public class ParamConstructorPerson {
    private String name;
    private int age;

    public ParamConstructorPerson(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void out() {
        System.out.println("姓名 " + name + " 年龄 " + age);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ParamConstructorPerson p1 = new ParamConstructorPerson("沉默王二",18);
        p1.out();

        ParamConstructorPerson p2 = new ParamConstructorPerson("沉默王三",16);
        p2.out();
    }
}

在上面的例子中,构造方法有两个参数(name 和 age),这样的话,我们在创建对象的时候就可以直接为 name 和 age 赋值了。

new ParamConstructorPerson("沉默王二",18);
new ParamConstructorPerson("沉默王三",16);

如果没有有参构造方法的话,就需要通过 setter 方法给字段赋值了。

04、如何重载构造方法

在 Java 中,构造方法和方法类似,只不过没有返回类型。它也可以像方法一样被重载。构造方法的重载也很简单,只需要提供不同的参数列表即可。编译器会通过参数的数量来决定应该调用哪一个构造方法。

/**
 * @author 沉默王二,一枚有趣的程序员
 */
public class OverloadingConstrutorPerson {
    private String name;
    private int age;
    private int sex;

    public OverloadingConstrutorPerson(String name, int age, int sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }

    public OverloadingConstrutorPerson(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void out() {
        System.out.println("姓名 " + name + " 年龄 " + age + " 性别 " + sex);
    }

    public static void main(String[] args) {
        OverloadingConstrutorPerson p1 = new OverloadingConstrutorPerson("沉默王二",18, 1);
        p1.out();

        OverloadingConstrutorPerson p2 = new OverloadingConstrutorPerson("沉默王三",16);
        p2.out();
    }
}

创建对象的时候,如果传递的是三个参数,那么就会调用 OverloadingConstrutorPerson(String name, int age, int sex) 这个构造方法;如果传递的是两个参数,那么就会调用 OverloadingConstrutorPerson(String name, int age) 这个构造方法。

05、构造方法和方法有什么区别

构造方法和方法之间的区别还是蛮多的,比如说下面这些:

06、如何复制对象

复制一个对象可以通过下面三种方式完成:

  • 通过构造方法
  • 通过对象的值
  • 通过 Object 类的 clone() 方法

1)通过构造方法

/**
 * @author 沉默王二,一枚有趣的程序员
 */
public class CopyConstrutorPerson {
    private String name;
    private int age;

    public CopyConstrutorPerson(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public CopyConstrutorPerson(CopyConstrutorPerson person) {
        this.name = person.name;
        this.age = person.age;
    }

    public void out() {
        System.out.println("姓名 " + name + " 年龄 " + age);
    }

    public static void main(String[] args) {
        CopyConstrutorPerson p1 = new CopyConstrutorPerson("沉默王二",18);
        p1.out();

        CopyConstrutorPerson p2 = new CopyConstrutorPerson(p1);
        p2.out();
    }
}

在上面的例子中,有一个参数为 CopyConstrutorPerson 的构造方法,可以把该参数的字段直接复制到新的对象中,这样的话,就可以在 new 关键字创建新对象的时候把之前的 p1 对象传递过去。

2)通过对象的值

/**
 * @author 沉默王二,一枚有趣的程序员
 */
public class CopyValuePerson {
    private String name;
    private int age;

    public CopyValuePerson(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public CopyValuePerson() {
    }

    public void out() {
        System.out.println("姓名 " + name + " 年龄 " + age);
    }

    public static void main(String[] args) {
        CopyValuePerson p1 = new CopyValuePerson("沉默王二",18);
        p1.out();

        CopyValuePerson p2 = new CopyValuePerson();
        p2.name = p1.name;
        p2.age = p1.age;
        
        p2.out();
    }
}

这种方式比较粗暴,直接拿 p1 的字段值复制给 p2 对象(p2.name = p1.name)。

3)通过 Object 类的 clone() 方法

/**
 * @author 沉默王二,一枚有趣的程序员
 */
public class ClonePerson implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;

    public ClonePerson(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public void out() {
        System.out.println("姓名 " + name + " 年龄 " + age);
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        ClonePerson p1 = new ClonePerson("沉默王二",18);
        p1.out();

        ClonePerson p2 = (ClonePerson) p1.clone();
        p2.out();
    }
}

通过 clone() 方法复制对象的时候,ClonePerson 必须先实现 Cloneable 接口的 clone() 方法,然后再调用 clone() 方法(ClonePerson p2 = (ClonePerson) p1.clone())。

07、ending

“二哥,我能问一些问题吗?”三妹精神焕发,没有丝毫的疲惫。

“当然可以啊,你问。”我很欣赏三妹孜孜不倦的态度。

“构造方法真的不返回任何值吗?”

“构造方法虽然没有返回值,但返回的是类的对象。”

“构造方法只能完成字段初始化的工作吗?”

“初始化字段只是构造方法的一种工作,它还可以做更多,比如启动线程,调用其他方法等。”

“好的,二哥,我的问题问完了,今天的学习可以结束了!”三妹一脸得意的样子。

“那你记得复习下一节的内容哦。”感受到三妹已经学到了知识,我也很欣慰。


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