Сайт разработчика Александра Климова

/* Моя кошка замечательно разбирается в программировании. Стоит мне объяснить проблему ей - и все становится ясно. */
John Robbins, Debugging Applications, Microsoft Press, 2000

Конструктор

Конструктор - это специальный метод, который вызывается при создании нового объекта. Не всегда удобно инициализировать все переменные класса при создании его экземпляра. Иногда проще, чтобы какие-то значения были бы созданы по умолчанию при создании объекта. По сути конструктор нужен для автоматической инициализации переменных.

Конструктор инициализирует объект непосредственно во время создания. Имя конструктора совпадает с именем класса, включая регистр, а по синтаксису конструктор похож на метод без возвращаемого значения.


private int Cat(); // так выглядит метод по имени Cat
Cat(); // так выглядит конструктор класса Cat

В отличие от метода, конструктор никогда ничего не возвращает.

Конструктор определяет действия, выполняемые при создании объекта класса, и является важной частью класса. Как правило, программисты стараются явно указать конструктор. Если явного конструктора нет, то Java автоматически создаст его для использования по умолчанию. Когда мы реализовывали класс Box, то никакого конструктора не создавали.

Добавим в класс конструктор, который просто установит начальные значения для коробки.


class Box {
    int width; // ширина коробки
    int height; // высота коробки
    int depth; // глубина коробки
	
    // Конструктор
    Box() {
        width = 10;
        height = 10;
        depth = 10;
    }

    // вычисляем объём коробки
    int getVolume() {
    	return width * height * depth;
    }
}

Мы временно удалили метод setDim() и добавили конструктор. Посмотрим, что получится:


Box catBox = new Box();
mInfoTextView.setText("Объём коробки: " + catBox.getVolume());

Программа выведет объём коробки, хотя мы не задавали никаких размеров для неё. Благодаря конструктору любая создаваемая коробка будет иметь какой-то зафиксированный объём.

Естественно, вы можете вернуть обратно метод setDim() (см. статью про классы) и установить свои размеры для коробки:


Box catBox = new Box();
// установим свои размеры для коробки
catBox.setDim(10, 20, 30);
mInfoTextView.setText("Объём коробки: " + catBox.getVolume());

Теперь вам должно быть ясно, что когда после ключевого слова new мы пишем имя класса со скобками, то на самом деле мы вызываем конструктор класса.

Возникает вопрос - но ведь сначала при создании класса мы не создавали конструктор, однако код new Box() работал. Дело в том, что если конструктор не определён явно, то Java создаст конструктор, который будет использоваться по умолчанию. В этом случае он просто присвоит всем переменным нулевые значения. Если вы создали сами конструктор, то конструктор по умолчанию использоваться не будет.

Подобно любому методу, у конструктора могут быть аргументы. В аргументах конструктора передаются параметры для инициализации объекта. Например, если у класса Cat имеется конструктор, который получает в качестве аргумента целое число, обозначающее возраст кота, то объекты Cat будут создаваться следующим образом:


Cat cat = new Cat(8); // коту 8 лет

Если Cat(int) является единственным конструктором класса, то компилятор не позволит создавать объекты Cat каким-либо другим способом.

Однако вернёмся к коробкам для котов. Созданный нами конструктор не особо полезен, так как создаёт одинаковые коробки. Создадим конструктор с параметрами в классе Box и закомментируйте первый конструктор без параметров:


// Второй конструктор
Box(int w, int h, int d) {
    width = w;
	height = h;
	depth = d;
}

Если класс содержит один конструктор с параметрами, то вам придётся обязательно указать значения при объявлении класса:


// Это конструктор теперь не допустим
// Box catBox = new Box(); 
// В конструкторе нужно указать значения размеров коробки
Box catBox = new Box(100, 200, 100);
mInfoTextView.setText("Объём коробки: " + catBox.getVolume());

Кстати, с таким конструктором метод setDim() нам уже не нужен. Мы можем задать размеры коробки сразу в конструкторе. Так как скорее всего коробка постоянна и не меняет своих размеров, то метод, пожалуй, лишний. Но если мы будем менять размеры коробки, то метод придётся оставить.

Класс может иметь несколько конструкторов. Снимите комментарий с первого конструктора и создайте две коробки - коробку по умолчанию и большую коробку.


Box defaultBox = new Box();
mInfoTextView.setText("Объём стандартной коробки: " + defaultBox.getVolume());

Box bigBox = new Box(100, 200, 200);
mInfoTextView.append("\nОбъём большой коробки: " + bigBox.getVolume());

То есть, мы видим, что конструкторы поддерживают перегрузку, как и методы.

Например, мы можем создать ещё один конструктор специально для коробки в виде куба, где все стороны равны:


// Третий конструктор для куба
Box(int len) {
    width = height = depth = len;
}

Вычисляем размер куба:


Box cube = new Box(5);
int vol = cube.getVolume();
mInfoTextView.setText("Объём куба: " + vol);

Используем объект в качестве параметров

Мы пока использовали в качестве параметров в конструкторах простые типы. Но можно передать и объект самого класса. Добавим ещё один конструктор:


// Используем объект типа Box
Box(Box ob) {
    width = ob.width;
	height = ob.height;
	depth = ob.depth;
}

В коде программы можно воспользоваться конструктором следующим образом:


Box box1 = new Box(100, 200, 100);
Box cloneBox = new Box(box1);

int vol = cloneBox.getVolume();
mInfoTextView.setText("Объём коробки: " + vol);

Класс Box (исходник)


package ru.alexanderklimov.box;

class Box {
    int width; // ширина коробки
    int height; // высота коробки
    int depth; // глубина коробки
    
    // Конструктор
    Box() {
        width = 10;
        height = 10;
        depth = 10;
    }
    
    // Второй конструктор
    Box(int w, int h, int d) {
        width = w;
        height = h;
        depth = d;
    }
    
    // Третий конструктор для куба
    Box(int len) {
        width = height = depth = len;
    }
	
    // Используем объект типа Box
    Box(Box ob) {
        width = ob.width;
        height = ob.height;
        depth = ob.depth;
    }
    
    // вычисляем объём коробки
    int getVolume() {
        return width * height * depth;
    }
    
    // устанавливаем размеры коробки
    void setDim(int w, int h, int d) {
        width = w;
        height = h;
        depth = d;
    }
}

Вызов перегруженных конструкторов через this()

Имея дело с перегруженными конструкторами, удобно один конструктор вызывать из другого через ключевое слово this. При выполнении конструктора this() сначала выполняется перегруженный конструктор, который соответствует списку параметров. Затем выполняются операторы, находящиеся внутри исходного конструктора, если таковые существуют. Вызов конструктора this() должен быть первым оператором в конструкторе.

Для начала создадим класс, который не использует конструктор this(), чтобы понять разницу.


class Cat {
    int age;
    int birthday;
    
    // Инициализируем переменные явно
    Cat(int i, int j) {
        age = i;
        birthday = j;
    }
    
    // Инициализируем переменные одним и тем значением
    Cat(int i) {
        age = i;
        birthday = i;
    }
    
    // Присвоим значения по умолчанию 0
    Cat() {
        age = 0;
        birthday = 0;
    }
}

Мы создали класс с тремя конструкторами. Перепишем класс, используя конструктор this().


class Cat{
    int age;
    int birthday;
    
    // Инициализируем переменные явно
    Cat(int i, int j) {
        age = i;
        birthday = j;
    }
    
    // Инициализируем переменные одним и тем значением
    Cat(int i) {
        this(i, i); // вызывается Cat(i, i);
    }
    
    // Присвоим значения по умолчанию 0
    Cat() {
        this(0); // вызывается Cat(0);
    }
}

У нас теперь только один конструктор, который присваивает значения полям - Cat(int, int). Что происходит при выполнении оператора:


Cat cat = new Cat(8);

Вызов конструктора Cat(8) приводит к выполнению конструктора this(8, 8), что равнозначно вызову конструктора Cat(8, 8).

Что происходит при выполнении оператора:


Cat cat2 = new Cat();

В этом случае вызывается конструктор this(0), что приводит к выполнению конструктора Cat(0), поскольку именно эта версия конструктора подходит по списку параметров. При этом конструктор Cat(0) по сути вызывает конструктор Cat(0, 0).

Использование перегруженных конструкторов через конструктор this() позволяет исключить дублирование кода, уменьшая время загрузки классов.

Но следует быть осторожным, так как конструкторы, которые вызывают конструктор this(), выполняются немного медленнее.

Закрытый конструктор

Иногда класс создаётся только для хранения каких-то статических полей и статических методов. Таким классам принято давать имена Utils, но это не обязательно. Такому классу не нужен конструктор, но если автор класса его не создал, то система сама создаст конструктор по умолчанию. Такой конструктор не имеет смысла, а также может послужить источником ошибок. Чтобы предохраниться от подобной проблемы вы сами явно должны создать пустрой конструктор и сделать его закрытым.


public class Utils {
	private Utils() {
		throw new AssertionError();
	}
	
	... //ваш  правильный код
	
	// Неправильный код, только для демонстрации!
	public static void someMethod(){
        Utils utils = new Utils();
        utils.toString();
    }
}

Строка throw new AssertionError() не является обязательной, но она поможет выявить ошибку, если вы вызовете конструктор в самом классе. Компилятор пропустит такой вариант, но программа завершится с ошибкой.


Utils.someMethod(); // программа закроется с ошибкой

Подкласс для данного класса вы создать не сможете.

Реклама