Java 超详细讲解对象的构造及初始化

首先需要明确的是，对象的构造和初始化是面向对象编程中非常重要的概念，它影响着对象的生命周期和对象各个属性的默认值。

什么是构造函数

在Java中，每个类都有一个构造函数，它是一个特殊的方法，用于实例化对象时被调用，构造函数通常用于初始化对象的属性，并确保对象在被实例化后能够正常使用。

在Java中，构造函数的名字与类名相同，没有返回值，可以像方法一样拥有参数列表。例如：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

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

在这个例子中，Person类有一个构造函数，它有两个参数：name和age。构造函数用于初始化类的属性值，this关键字用于引用对象本身，可以在构造函数中使用它来访问类的成员变量。

构造函数的调用

当创建一个对象时，Java VM会自动为该对象分配内存，并调用类的构造函数初始化该对象的各个属性。例如：

Person p1 = new Person("张三", 21);

在这个例子中，我们创建了一个Person类的对象p1，并通过构造函数将name属性设置为"张三"，并将age属性设置为21。

与方法不同，构造函数不可以被直接调用，而只能通过创建对象的方式来调用。

默认构造函数

默认构造函数是指没有参数的构造函数，如果一个类没有使用任何构造函数，Java编译器会自动生成一个默认构造函数，这个构造函数的行为与没有参数的构造函数类似，它会将对象的属性设置为默认值。

例如，当使用下面的代码创建一个Person对象时：

Person p2 = new Person();

由于Person类没有显式定义任何构造函数，Java编译器会自动为Person类生成一个默认构造函数，此时p2的属性值都是默认值。

构造函数的重载

Java中允许有多个构造函数，只要它们的参数列表不同，就可以实现构造函数的重载。例如，我们可以为Person类提供另一个具有单个参数的构造函数来初始化name属性：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

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

    public Person(String name) {
        this.name = name;
        this.age = 0;
    }
}

在这个例子中，Person类提供了两个构造函数，分别具有不同的参数列表。我们可以使用下面的代码调用其中的一个构造函数：

Person p3 = new Person("李四", 18);
Person p4 = new Person("王五");

在这个例子中，我们分别创建了两个Person对象：p3和p4。p3使用了有两个参数的构造函数，而p4使用了仅有一个参数的构造函数。

对象初始化块

除了构造函数外，Java还允许在类中使用初始化块来初始化类的静态或实例变量。初始化块会在对象被创建时执行，并按照定义的顺序依次执行。

一个类可以拥有多个初始化块，可以在一个初始化块中进行复杂的初始化操作，例如使用循环和条件语句对变量进行赋值。

下面是一个拥有多个实例初始化块的例子：

public class Test {
    private int x;
    private int y;

    {
        System.out.println("第一个实例初始化块运行");
        x = 10;
    }

    {
        System.out.println("第二个实例初始化块运行");
        y = 20;
    }

    public Test() {
        System.out.println("构造函数运行");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
    }
}

在这个例子中，我们定义了两个实例初始化块来初始化x和y变量。运行这个程序会得到以下输出：

第一个实例初始化块运行
第二个实例初始化块运行
构造函数运行

注意，在创建对象的过程中，x和y的初始化顺序是先执行第一个初始化块，然后执行第二个初始化块，最后执行构造函数。

示例说明

示例一

我们有一个圆形类：

public class Circle {
    private double radius; //半径
    private double area; //面积

    public Circle(double radius) { //构造函数，初始化半径
        this.radius = radius;
        this.area = Math.PI * radius * radius;
    }

    public void setRadius(double radius) { //设置圆的半径，并重新计算面积
        this.radius = radius;
        this.area = Math.PI * radius * radius;
    }

    public double getRadius() {
        return radius;
    }

    public double getArea() {
        return area;
    }
}

在这个例子中，我们定义了一个Circle类，它有一个构造函数，用于初始化半径，并计算圆的面积。注意，这里使用了Math类中的PI常量来计算圆面积。

现在，我们可以使用以下代码来创建若干个Circle对象：

Circle c1 = new Circle(1.0);
Circle c2 = new Circle(2.0);
Circle c3 = new Circle(3.0);

System.out.println("c1: " + c1.getRadius() + ", " + c1.getArea()); //输出：c1: 1.0, 3.141592653589793
System.out.println("c2: " + c2.getRadius() + ", " + c2.getArea()); //输出：c2: 2.0, 12.566370614359172
System.out.println("c3: " + c3.getRadius() + ", " + c3.getArea()); //输出：c3: 3.0, 28.274333882308138

在这个例子中，我们分别创建了三个Circle对象：c1、c2和c3，它们的半径分别为1、2和3，面积分别为3.1415、12.5663和28.2743。

示例二

我们有一个学生类：

public class Student {
    private static int count = 0; //统计学生人数
    private String name; //学生姓名
    private int age; //年龄
    private String major; //专业

    {
        count++; //每次创建对象时，学生人数增加1
    }

    public Student(String name, int age, String major) { //构造函数，初始化姓名、年龄和专业
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.major = major;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getMajor() {
        return major;
    }

    public static int getCount() { //获取学生人数
        return count;
    }
}

在这个例子中，我们定义了一个Student类，它有一个构造函数，用于初始化姓名、年龄和专业。此外，我们使用了一个实例初始化块来统计学生人数。

现在，我们可以使用以下代码来创建若干个Student对象：

Student s1 = new Student("张三", 18, "计算机科学");
Student s2 = new Student("李四", 20, "电子工程");
Student s3 = new Student("王五", 21, "机械制造");

System.out.println("学生总人数：" + Student.getCount()); //输出：学生总人数：3

在这个例子中，我们分别创建了三个Student对象：s1、s2和s3，每次创建对象时，学生人数都会增加1。

最后，我们使用静态方法getCount()来获取学生总人数，并输出在控制台上。