Inisialisasi kelas dan objek di Java

Kelas dan objek di Java harus diinisialisasi sebelum digunakan. Anda sebelumnya telah mempelajari bahwa bidang kelas diinisialisasi ke nilai default ketika kelas dimuat dan objek diinisialisasi melalui konstruktor, tetapi ada lebih banyak inisialisasi. Artikel ini memperkenalkan semua fitur Java untuk menginisialisasi kelas dan objek.

unduh Dapatkan kodenya Unduh kode sumber untuk aplikasi contoh dalam tutorial ini. Dibuat oleh Jeff Friesen untuk JavaWorld.

Cara menginisialisasi kelas Java

Sebelum kita menjelajahi dukungan Java untuk inisialisasi kelas, mari kita rekap langkah-langkah inisialisasi kelas Java. Pertimbangkan Daftar 1.

Kode 1. Menginisialisasi bidang kelas ke nilai default

class SomeClass { static boolean b; static byte by; static char c; static double d; static float f; static int i; static long l; static short s; static String st; }

Kode 1 mendeklarasikan kelas SomeClass. Kelas ini menyatakan sembilan bidang jenis boolean, byte, char, double, float, int, long, short, dan String. Saat SomeClassdimuat, setiap bit bidang disetel ke nol, yang Anda tafsirkan sebagai berikut:

false 0 \u0000 0.0 0.0 0 0 0 null

Bidang kelas sebelumnya secara implisit diinisialisasi ke nol. Namun, Anda juga dapat secara eksplisit menginisialisasi bidang kelas dengan langsung menetapkan nilainya, seperti yang ditunjukkan pada Cantuman 2.

Kode 2. Menginisialisasi bidang kelas ke nilai eksplisit

class SomeClass { static boolean b = true; static byte by = 1; static char c = 'A'; static double d = 2.0; static float f = 3.0f; static int i = 4; static long l = 5000000000L; static short s = 20000; static String st = "abc"; }

Setiap nilai tugas harus sesuai dengan tipe bidang kelas. Setiap variabel menyimpan nilai secara langsung, dengan pengecualian st. Variabel stmenyimpan referensi ke Stringobjek yang berisi abc.

Mengacu pada bidang kelas

Saat menginisialisasi bidang kelas, legal untuk menginisialisasi ke nilai bidang kelas yang diinisialisasi sebelumnya. Sebagai contoh, properti 3 menginisialisasi yke xnilai 's. Kedua bidang diinisialisasi ke 2.

Kode 3. Mengacu pada bidang yang dideklarasikan sebelumnya

class SomeClass { static int x = 2; static int y = x; public static void main(String[] args) { System.out.println(x); System.out.println(y); } }

Namun, kebalikannya tidak legal: Anda tidak dapat menginisialisasi bidang kelas ke nilai bidang kelas yang kemudian dideklarasikan. Output kompiler Java illegal forward referenceketika menghadapi skenario ini. Pertimbangkan Listing 4.

Daftar 4. Mencoba untuk referensi bidang kemudian dinyatakan

class SomeClass { static int x = y; static int y = 2; public static void main(String[] args) { System.out.println(x); System.out.println(y); } }

Kompilator akan melaporkan illegal forward referencesaat bertemu static int x = y;. Ini karena kode sumber dikompilasi dari atas ke bawah, dan kompilator belum melihatnya y. (Ini juga akan mengeluarkan pesan ini jika ytidak diinisialisasi secara eksplisit.)

Blok inisialisasi kelas

Dalam beberapa kasus, Anda mungkin ingin melakukan inisialisasi berbasis kelas yang kompleks. Anda akan melakukan ini setelah kelas dimuat dan sebelum objek apa pun dibuat dari kelas itu (dengan asumsi bahwa kelas tersebut bukan kelas utilitas). Anda dapat menggunakan blok inisialisasi kelas untuk tugas ini.

Sebuah blok inisialisasi kelas adalah blok pernyataan didahului oleh statickata kunci yang diperkenalkan ke dalam tubuh kelas itu. Saat kelas dimuat, pernyataan ini dijalankan. Pertimbangkan Listing 5.

Kode 5. Inisialisasi array nilai sinus dan cosinus

class Graphics { static double[] sines, cosines; static { sines = new double[360]; cosines = new double[360]; for (int i = 0; i < sines.length; i++) { sines[i] = Math.sin(Math.toRadians(i)); cosines[i] = Math.cos(Math.toRadians(i)); } } }

Kode 5 mendeklarasikan Graphicskelas yang mendeklarasikan sinesdan cosinesvariabel array. Ini juga mendeklarasikan blok inisialisasi kelas yang membuat array elemen 360 yang referensinya ditetapkan ke sinesdan cosines. Kemudian menggunakan forpernyataan untuk menginisialisasi elemen array ini ke nilai sinus dan cosinus yang sesuai, dengan memanggil metode dan Mathkelas . ( adalah bagian dari pustaka kelas standar Java. Saya akan membahas kelas ini dan metode ini di artikel mendatang.)sin()cos()Math

Trik kinerja

Karena performa penting untuk aplikasi grafik, dan karena lebih cepat mengakses elemen array daripada memanggil metode, developer menggunakan trik performa seperti membuat dan menginisialisasi array sinus dan cosinus.

Menggabungkan penginisialisasi bidang kelas dan blok inisialisasi kelas

Anda dapat menggabungkan beberapa penginisialisasi bidang kelas dan blok inisialisasi kelas dalam aplikasi. Kode 6 memberikan contoh.

Kode 6. Melakukan inisialisasi kelas dalam urutan top-down

class MCFICIB { static int x = 10; static double temp = 98.6; static { System.out.println("x = " + x); temp = (temp - 32) * 5.0/9.0; // convert to Celsius System.out.println("temp = " + temp); } static int y = x + 5; static { System.out.println("y = " + y); } public static void main(String[] args) { } }

Kode 6 mendeklarasikan dan menginisialisasi sepasang bidang kelas ( xdan y), dan menyatakan sepasang staticpenginisialisasi. Kompilasi daftar ini seperti yang ditunjukkan:

javac MCFICIB.java

Kemudian jalankan aplikasi yang dihasilkan:

java MCFICIB

Anda harus mengamati keluaran berikut:

x = 10 temp = 37.0 y = 15

Output ini menunjukkan bahwa inisialisasi kelas dilakukan dalam urutan top-down.

() metode

When compiling class initializers and class initialization blocks, the Java compiler stores the compiled bytecode (in top-down order) in a special method named (). The angle brackets prevent a name conflict: you cannot declare a () method in source code because the < and > characters are illegal in an identifier context.

After loading a class, the JVM calls this method before calling main() (when main() is present).

Let's take a look inside MCFICIB.class. The following partial disassembly reveals the stored information for the x, temp, and y fields:

Field #1 00000290 Access Flags ACC_STATIC 00000292 Name x 00000294 Descriptor I 00000296 Attributes Count 0 Field #2 00000298 Access Flags ACC_STATIC 0000029a Name temp 0000029c Descriptor D 0000029e Attributes Count 0 Field #3 000002a0 Access Flags ACC_STATIC 000002a2 Name y 000002a4 Descriptor I 000002a6 Attributes Count 0

The Descriptor line identifies the JVM's type descriptor for the field. The type is represented by a single letter: I for int and D for double.

The following partial disassembly reveals the bytecode instruction sequence for the () method. Each line starts with a decimal number that identifies the zero-based offset address of the subsequent instruction:

 0 bipush 10 2 putstatic MCFICIB/x I 5 ldc2_w #98.6 8 putstatic MCFICIB/temp D 11 getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 14 new java/lang/StringBuilder 17 dup 18 invokespecial java/lang/StringBuilder/()V 21 ldc "x = " 23 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 26 getstatic MCFICIB/x I 29 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(I)Ljava/lang/StringBuilder; 32 invokevirtual java/lang/StringBuilder/toString()Ljava/lang/String; 35 invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 38 getstatic MCFICIB/temp D 41 ldc2_w #32 44 dsub 45 ldc2_w #5 48 dmul 49 ldc2_w #9 52 ddiv 53 putstatic MCFICIB/temp D 56 getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 59 new java/lang/StringBuilder 62 dup 63 invokespecial java/lang/StringBuilder/()V 66 ldc "temp = " 68 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 71 getstatic MCFICIB/temp D 74 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(D)Ljava/lang/StringBuilder; 77 invokevirtual java/lang/StringBuilder/toString()Ljava/lang/String; 80 invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 83 getstatic MCFICIB/x I 86 iconst_5 87 iadd 88 putstatic MCFICIB/y I 91 getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 94 new java/lang/StringBuilder 97 dup 98 invokespecial java/lang/StringBuilder/()V 101 ldc "y = " 103 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 106 getstatic MCFICIB/y I 109 invokevirtual java/lang/StringBuilder/append(I)Ljava/lang/StringBuilder; 112 invokevirtual java/lang/StringBuilder/toString()Ljava/lang/String; 115 invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 118 return

The instruction sequence from offset 0 through offset 2 is equivalent to the following class field initializer:

static int x = 10;

The instruction sequence from offset 5 through offset 8 is equivalent to the following class field initializer:

static double temp = 98.6;

The instruction sequence from offset 11 through offset 80 is equivalent to the following class initialization block:

static { System.out.println("x = " + x); temp = (temp - 32) * 5.0/9.0; // convert to Celsius System.out.println("temp = " + temp); }

The instruction sequence from offset 83 through offset 88 is equivalent to the following class field initializer:

static int y = x + 5;

The instruction sequence from offset 91 through offset 115 is equivalent to the following class initialization block:

static { System.out.println("y = " + y); }

Finally, the return instruction at offset 118 returns execution from () to that part of the JVM that called this method.

Don't worry about what the bytecode means

The takeaway from this exercise is to see that all code in Listing 6's class field initializers and class initialization blocks is located in the () method, and is executed in top-down order.

How to initialize objects

After a class has been loaded and initialized, you'll often want to create objects from the class. As you learned in my recent introduction to programming with classes and objects, you initialize an object via the code that you place in a class's constructor. Consider Listing 7.

Listing 7. Using the constructor to initialize an object

class City { private String name; int population; City(String name, int population) { this.name = name; this.population = population; } @Override public String toString() { return name + ": " + population; } public static void main(String[] args) { City newYork = new City("New York", 8491079); System.out.println(newYork); // Output: New York: 8491079 } }

Listing 7 declares a City class with name and population fields. When a City object is created, the City(String name, int population) constructor is called to initialize these fields to the called constructor's arguments. (I've also overridden Object's public String toString() method to conveniently return the city name and population value as a string. System.out.println() ultimately calls this method to return the object's string representation, which it outputs.)

Before the constructor is called, what values do name and population contain? You can find out by inserting System.out.println(this.name); System.out.println(this.population); at the start of the constructor. After compiling the source code (javac City.java) and running the application (java City), you would observe null for name and 0 for population. The new operator zeroes an object's object (instance) fields before executing a constructor.

Seperti halnya bidang kelas, Anda dapat menginisialisasi bidang objek secara eksplisit. Misalnya, Anda dapat menentukan String name = "New York";atau int population = 8491079;. Namun, biasanya tidak ada keuntungan dengan melakukan ini, karena bidang ini akan diinisialisasi di konstruktor. Satu-satunya manfaat yang dapat saya pikirkan adalah menetapkan nilai default ke bidang objek; nilai ini digunakan saat Anda memanggil konstruktor yang tidak menginisialisasi bidang:

int numDoors = 4; // default value assigned to numDoors Car(String make, String model, int year) { this(make, model, year, numDoors); } Car(String make, String model, int year, int numDoors) { this.make = make; this.model = model; this.year = year; this.numDoors = numDoors; }

Inisialisasi objek mencerminkan inisialisasi kelas