Java学习教程，从入门到精通，Java 构造方法语法的知识点总结（22）

1、Java 构造函数语法知识点及案例

构造函数语法知识点

  1. 定义与用途：

    • 构造函数是一种特殊的方法，用于在创建对象时初始化对象的状态。
    • 它没有返回类型，包括 void 也不允许。
    • 构造函数的名称必须与类名完全相同。

  2. 特点：

    • 每个类可以有一个或多个构造函数，这些构造函数通过参数列表进行重载。
    • 构造函数没有返回值，因此不能使用 return 语句。
    • 构造函数是在创建对象时自动调用的，不需要显式调用。

  3. 调用规则：

    • 使用 new 关键字创建对象时，会调用相应的构造函数。
    • 子类的构造函数默认会调用父类的无参构造函数，除非在子类的构造函数中显式地使用 super 关键字调用父类的其他构造函数。

  4. 使用 this 关键字：

    • 在一个构造函数中，可以使用 this 关键字来调用同一个类中的其他构造函数。
    • this 关键字必须在构造函数的第一行使用。

  5. 构造代码块：

    • 构造代码块在每次创建对象时都会执行，且优先于构造函数执行。
    • 它可以用于初始化所有对象共有的属性。
2、案例

以下是一个详细的 Java 构造函数示例，展示了上述知识点的应用：

// 父类
public class Person {private String name;private int age;// 无参构造函数public Person() {System.out.println("调用了Person的无参构造函数");// 可以在这里进行默认初始化this.name = "Unknown";this.age = 0;}// 一个参数的构造函数public Person(String name) {this(); // 调用无参构造函数System.out.println("调用了Person的一个参数的构造函数");this.name = name;}// 两个参数的构造函数public Person(String name, int age) {// 可以直接初始化，也可以调用其他构造函数// this(name); // 调用一个参数的构造函数（也可以选择这种方式）System.out.println("调用了Person的两个参数的构造函数");this.name = name;this.age = age;}// Getter 和 Setter 方法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;}
}// 子类
public class Student extends Person {private String studentId;// 子类的无参构造函数，会隐式调用父类的无参构造函数public Student() {super(); // 显式调用父类的无参构造函数（可以省略，因为默认就是调用父类的无参构造函数）System.out.println("调用了Student的无参构造函数");}// 子类的一个参数的构造函数，显式调用父类的一个参数的构造函数public Student(String name) {super(name); // 调用父类的一个参数的构造函数System.out.println("调用了Student的一个参数的构造函数");}// 子类的两个参数的构造函数，显式调用父类的两个参数的构造函数public Student(String name, int age, String studentId) {super(name, age); // 调用父类的两个参数的构造函数System.out.println("调用了Student的两个参数的构造函数");this.studentId = studentId;}// Getter 和 Setter 方法public String getStudentId() {return studentId;}public void setStudentId(String studentId) {this.studentId = studentId;}
}// 测试类
public class Test {public static void main(String[] args) {// 测试Person类的构造函数Person p1 = new Person();Person p2 = new Person("Alice");Person p3 = new Person("Bob", 20);// 测试Student类的构造函数Student s1 = new Student();Student s2 = new Student("Charlie");Student s3 = new Student("David", 22, "S12345");}
}
输出结果

运行上述测试类 Test 的 main 方法，将输出以下结果：

调用了Person的无参构造函数
调用了Person的一个参数的构造函数
调用了Person的两个参数的构造函数
调用了Person的无参构造函数
调用了Student的无参构造函数
调用了Person的一个参数的构造函数
调用了Student的一个参数的构造函数
调用了Person的两个参数的构造函数
调用了Student的两个参数的构造函数
解释
  • 每当创建 Person 或 Student 对象时，相应的构造函数都会被调用。
  • 子类的构造函数会隐式或显式地调用父类的构造函数。
  • 构造函数重载允许为不同的初始化场景提供不同的实现。

当然可以，以下是一些关于Java构造函数的额外例子，这些例子展示了构造函数在不同场景下的应用：

例子1：带有默认值的构造函数

public class Car {private String brand;private String model;private int year;// 带有默认值的构造函数public Car(String brand, String model, int year) {this.brand = brand;this.model = model;this.year = year;}// 带有默认值的构造函数，为year提供默认值public Car(String brand, String model) {this(brand, model, 2000); // 调用另一个构造函数}// Getter 和 Setter 方法// ...// toString 方法，用于打印Car对象的详细信息@Overridepublic String toString() {return "Car{" +"brand='" + brand + '\'' +", model='" + model + '\'' +", year=" + year +'}';}public static void main(String[] args) {Car car1 = new Car("Toyota", "Camry", 2020);Car car2 = new Car("Honda", "Civic"); // 使用带有默认值的构造函数System.out.println(car1);System.out.println(car2);}
}

输出：

Car{brand='Toyota', model='Camry', year=2020}
Car{brand='Honda', model='Civic', year=2000}

例子2：使用构造代码块

public class Employee {private String name;private double salary;// 构造代码块，用于初始化所有Employee对象的共有属性{System.out.println("Employee构造代码块被调用");this.salary = 50000.0; // 设置默认薪水}// 无参构造函数public Employee() {System.out.println("Employee无参构造函数被调用");this.name = "Unknown"; // 设置默认姓名}// 带参数的构造函数public Employee(String name) {System.out.println("Employee带参数的构造函数被调用");this.name = name;}// Getter 和 Setter 方法// ...// toString 方法，用于打印Employee对象的详细信息@Overridepublic String toString() {return "Employee{" +"name='" + name + '\'' +", salary=" + salary +'}';}public static void main(String[] args) {Employee emp1 = new Employee();Employee emp2 = new Employee("John Doe");System.out.println(emp1);System.out.println(emp2);}
}

输出：

Employee构造代码块被调用
Employee无参构造函数被调用
Employee{name='Unknown', salary=50000.0}
Employee构造代码块被调用
Employee带参数的构造函数被调用
Employee{name='John Doe', salary=50000.0}

例子3：静态构造函数（注意：Java没有静态构造函数的概念，但可以通过静态代码块实现类似功能）

虽然Java没有静态构造函数，但可以使用静态代码块来初始化静态变量或执行类级别的初始化操作。

public class Bank {private static String bankName;// 静态代码块，用于初始化静态变量static {bankName = "National Bank";System.out.println("Bank静态代码块被调用");}// 构造函数public Bank() {System.out.println("Bank构造函数被调用");}// Getter 方法public static String getBankName() {return bankName;}public static void main(String[] args) {Bank bank1 = new Bank();Bank bank2 = new Bank();System.out.println("Bank Name: " + Bank.getBankName());}
}

输出：

Bank静态代码块被调用（只调用一次，当类被加载时）
Bank构造函数被调用
Bank构造函数被调用
Bank Name: National Bank

例子4：抽象类的构造函数

抽象类可以有构造函数，这些构造函数主要用于初始化抽象类的状态，并由子类在实例化时调用。

abstract class Shape {protected String color;// 抽象类的构造函数public Shape(String color) {this.color = color;System.out.println("Shape构造函数被调用，颜色设置为：" + color);}// 抽象方法，由子类实现public abstract double area();
}class Circle extends Shape {private double radius;// 子类的构造函数，调用父类的构造函数public Circle(String color, double radius) {super(color); // 调用父类的构造函数this.radius = radius;System.out.println("Circle构造函数被调用，半径设置为：" + radius);}// 实现父类的抽象方法@Overridepublic double area() {return Math.PI * radius * radius;}
}public class TestShapes {public static void main(String[] args) {Shape circle = new Circle("Red", 5.0);System.out.println("Circle Area: " + circle.area());}
}

输出：

Shape构造函数被调用，颜色设置为：Red
Circle构造函数被调用，半径设置为：5.0
Circle Area: 78.53981633974483

这些例子展示了Java构造函数在不同场景下的应用，包括带有默认值的构造函数、构造代码块、静态代码块（模拟静态构造函数）以及抽象类的构造函数。

以下是一个更加复杂的Java类设计示例，它展示了构造函数、继承、多态、以及抽象类和接口的综合应用。这个示例将模拟一个简单的图形编辑器，其中包含不同的图形对象（如圆形、矩形和三角形），每种图形都有自己的属性和行为。

首先，我们定义一个Shape抽象类，它包含所有图形对象的共有属性和方法：

abstract class Shape {protected String color;protected double width; // 对于某些图形，这可以是宽度；对于圆形，可以视为直径的参考protected double height; // 对于某些图形，这可以是高度；对于圆形，可以忽略// 抽象类的构造函数public Shape(String color, double width, double height) {this.color = color;this.width = width;this.height = height;System.out.println("Shape constructor called for " + getClass().getSimpleName() + " with color " + color);}// 抽象方法，计算面积public abstract double calculateArea();// 抽象方法，计算周长public abstract double calculatePerimeter();// 通用方法，设置颜色public void setColor(String color) {this.color = color;}// 通用方法，获取颜色public String getColor() {return color;}// 通用方法，打印图形信息public void printInfo() {System.out.println("Shape: " + getClass().getSimpleName() + ", Color: " + color + ", Area: " + calculateArea() + ", Perimeter: " + calculatePerimeter());}
}

接下来，我们定义三个具体的图形类：Circle、Rectangle和Triangle，它们分别继承自Shape类并实现其抽象方法：

class Circle extends Shape {private double radius;// Circle的构造函数public Circle(String color, double diameter) {super(color, diameter, 0); // 对于圆形，我们只需要直径，高度设为0作为占位符this.radius = diameter / 2;System.out.println("Circle constructor called with diameter " + diameter);}// 重写calculateArea方法@Overridepublic double calculateArea() {return Math.PI * radius * radius;}// 重写calculatePerimeter方法@Overridepublic double calculatePerimeter() {return 2 * Math.PI * radius;}
}class Rectangle extends Shape {// Rectangle的构造函数public Rectangle(String color, double width, double height) {super(color, width, height);System.out.println("Rectangle constructor called with width " + width + " and height " + height);}// 重写calculateArea方法@Overridepublic double calculateArea() {return width * height;}// 重写calculatePerimeter方法@Overridepublic double calculatePerimeter() {return 2 * (width + height);}
}
class Triangle extends Shape {private double base;private double height;// Triangle的构造函数public Triangle(String color, double base, double height) {super(color, base, 0); // 对于三角形，我们只需要底和高，宽度设为底，高度设为高，但高度参数在Shape中作为占位符this.base = base;this.height = height;System.out.println("Triangle constructor called with base " + base + " and height " + height);}// 重写calculateArea方法@Overridepublic double calculateArea() {return 0.5 * base * height;}// 重写calculatePerimeter方法（这里简化处理，不计算具体周长，仅作为示例）@Overridepublic double calculatePerimeter() {// 注意：这里应该有一个更复杂的计算方式，但为了简化，我们返回一个固定值return -1; // 表示不计算周长}
}

最后，我们编写一个测试类来创建这些图形对象并打印它们的信息：

public class ShapeTest {public static void main(String[] args) {Shape circle = new Circle("Red", 10); // 直径为10的圆形Shape rectangle = new Rectangle("Blue", 5, 10); // 宽为5，高为10的矩形Shape triangle = new Triangle("Green", 6, 8); // 底为6，高为8的三角形// 打印图形信息circle.printInfo();rectangle.printInfo();triangle.printInfo(); // 注意：三角形的周长计算在这里被简化为返回-1}
}

输出将类似于：

Shape constructor called for Circle with color Red
Circle constructor called with diameter 10
Shape: Circle, Color: Red, Area: 78.53981633974483, Perimeter: 62.83185307179586
Shape constructor called for Rectangle with color Blue and height 10
Rectangle constructor called with width 5.0 and height 10.0
Shape: Rectangle, Color: Blue, Area: 50.0, Perimeter: 30.0
Shape constructor called for Triangle with color Green
Triangle constructor called with base 6.0 and height 8.0
Shape: Triangle, Color: Green, Area: 24.0, Perimeter: -1.0

这个示例展示了如何使用构造函数来初始化对象的状态，如何使用抽象类和接口来定义通用行为，以及如何通过继承和多态来实现具体行为。

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