实例变量初始化问题

Question

这是一些示例代码，

class Base
{
  private int val;

  Base() {
  val = lookup();
  }

  public int lookup() {
    //Perform some lookup
  // int num = someLookup();
  return 5;
  }

  public int value() {
  return val;
  }
}

class Derived extends Base
{
  private int num = 10;

  public int lookup() {
  return num;
  }
}

class Test
{
  public static void main(String args[]) {

  Derived d = new Derived();
  System.out.println("d.value() returns " + d.value());

  }
}

输出：d.value() 返回 0 // 我期望 10，因为 Lookup() 被覆盖，但不是 0！有人可以澄清一下吗？

Derived 的实例变量的初始化在其查找方法执行时尚未发生。如何确保 Derived 的实例变量在调用其方法时已初始化？

Answer 1

首先，由于缺少 someLookup 方法，该代码无法编译。

无论如何，除此之外，我相信您的问题是您的期望是无效的，因为构造函数是分层运行的。

超类的构造函数始终在子类的构造函数之前运行，这包括子类变量的初始值设定项（它们实际上作为构造函数的一部分运行）。因此，当您创建 Derived 实例时，会发生以下情况：

1. 首先调用 Base 构造函数。
2. 调用 lookup()，它使用 Derived 中的实现。
3. 返回num，这是此时的默认值，因为 Derived 的构造函数和初始值设定项尚未运行。
4. val 设置为 0。
5. Derived 初始化程序和构造函数正在运行 - 从 this 点调用 lookup 将返回10.

一般来说，正是出于这个原因，从构造函数中调用非最终方法是一个坏主意，并且许多静态分析工具会警告您不要这样做。这类似于在构造过程中让对象引用泄漏，您最终可能会得到一个使类级不变量无效的实例（在您的情况下，Derived 的 num 总是“10”，但它可以被视为 0在某些时候）。

编辑：请注意，对于这种特定情况，无需任何额外的代码，您可以通过将num设置为常量来解决问题：

class Derived extends Base
{
  private static final int num = 10;
  ...

这实际上会做您想要的事情，因为静态初始化程序在类加载时运行（必须在调用构造函数之前发生）。然而，这确实假设以下情况是可以的：

a）类的所有实例共享相同的num变量；
b) num 永远不需要改变（如果这是真的，那么（a）自动为真）。

在您给出的确切代码中，情况显然如此，但我希望您可能会为了简洁而省略额外的功能。

我将其包含在这里是为了进行比较和兴趣，而不是因为它是一般意义上的这个“问题”的解决方法（因为它不是）。

Answer 2

返回 0 的原因是在将 10 分配给 Derived 中的 num 之前，正在调用构造函数 Base（并在 Derived 中调用查找）。

一般来说，在初始化派生实例字段之前调用基本构造函数。

Answer 3

对于为什么在构造基类时无法访问子类字段已经有很多很好的答案，但我认为您要求如何：一个可行的解决方案像这样的事情：

public abstract class Animal {
  public Animal() {
    System.println(whoAmI());
  }
  public abstract String whoAmI();
}

public Lion() extends Animal {
  private String iAmA = "Lion";
  public Lion(){super();}
  public String whoAmI() {return iAmA;}
}

实际的方法是在基类上引入 init() 方法，然后从子类的构造函数中调用它，例如：

public abstract class Animal {
  private boolean isInitialized = false;
  public Animal() {}
  void init() {
    isInitialized = true;
    System.out.println(whoAmI());
  }
  public abstract String whoAmI();
  public void someBaseClassMethod() {
    if (!isInitialized)
      throw new RuntimeException("Baseclass has not been initialized");
    // ...
  }
}

public Lion() extends Animal {
  private String iAmA = "Lion";
  public Lion() {
    super();
    init();
  }
  public String whoAmI() {return iAmA;}
}

唯一的问题是，你不能强制子类调用 init() 方法code> 基类上的方法，并且基类可能未正确初始化。但是通过标志和一些例外，我们可以在运行时提醒程序员他应该调用 init()...

Answer 4

在构造函数中调用可以在子类中重写的方法通常是一个坏主意。在您的示例中会发生以下情况：

• 调用派生构造函数
  • 调用基础构造函数作为其第一个操作
  • 基础构造函数调用查找
• 派生构造函数继续并将num初始化为10

由于基构造函数调用lookup时子类构造函数尚未完成，因此对象尚未完全初始化并且lookup返回默认值num 字段的值。

Answer 5

让我们慢慢看：

class Test
{
  public static void main(String args[]) {
  // 1
  Derived d = new Derived();
  // 2
  System.out.println("d.value() returns " + d.value());    
  }
}

第 1 步，您在 Derived 上调用（默认）构造函数，在设置 num = 10 之前，它链接到 Base 的构造函数，该构造函数调用 Derived 的查找方法，但 num 尚未设置，因此 val 仍未初始化。

步骤2，调用属于Base的d.value()，并且val由于1而未设置，因此得到0而不是10。

Answer 6

您已重写 Derived 类中的 lookup() 方法，因此当调用 Base 构造函数时，它会调用 Derived< 中的方法/code> 其中主体是return num。在 Base 初始化时，Derived 的 num 实例变量尚未初始化并且为 0。这就是为什么 val 被分配为 0 基础。

如果我正确理解您的意图，您应该将 Base 中的 value 方法更改为：

public int value() {
return lookup();
}

Answer 7

当构造函数调用此代码时，下面的代码将返回 0（通过查看程序，您会期望返回 10）。原因很简单，num还没有初始化，父类调用了这个方法。

public int lookup() {
    return num;
}