Тема 3.7 Когда вызываются конструкторы

В разговоре о наследовании и иерархии классов может возникнуть очень важный вопрос, какой конструктор выполняется первым при создании экземпляра подкласса: тот, который принадлежит подклассу, или тот, который определен в суперклассе? Пусть, например, у нас есть подкласс В и суперкласс А. Будет ли конструктор А вызван перед конструктором В или наоборот? Ответ звучит так: в иерархии классов конструкторы вызываются вниз по структуре наследования – от суперклассов к подклассам. Более того, поскольку выражение super() должно быть расположено первым в конструкторе подкласса, порядок, в котором конструкторы получают управление, остается неизменным, независимо от того, используется ли вызов super(). Если выражение super() отсутствует, то выполняется конструктор каждого суперкласса по умолчанию (т.е. конструктор, не имеющий параметров). Листинг 3.10 демонстрирует вызов конструкторов.

Листинг 3.10

// Демонстрация порядка вызова конструкторов

// Создание суперкласса

public class A {

public A() {

System.out.println("Constructing A.");

}

}

// Создание подкласса, расширяющего класс А

public class B extends A {

public B() {

System.out.println("Constructing B.");

}

}

// Создание подкласса, расширяющего класс В

public class C extends B {

public C() {

System.out.println("Constructing C.");

}

}

public class OrderOfConstruction {

public static void main(String args[]) {

C c = new C();

}

}

Как видите, конструкторы вызываются в том же порядке, в котором происходит наследование.

Если подумать, то станет ясно, почему выбран именно такой порядок вызова конструкторов. Поскольку суперкласс не имеет сведений ни об одном подклассе, то его инициализация должна выполняться перед инициализацией подклассов. Следовательно, конструктор суперкласса должен вызываться первым.

Тема 3.8 Объекты подклассов и ссылки на суперклассы

Как вы уже знаете, Java – строго типизированный язык. Соответствие типов соблюдается всегда, за исключением автоматического преобразования и тех случаев, когда используется явное приведение типов. Таким образом, переменная, в качестве типа которой указано имя класса, не может ссылаться на экземпляра другого класса. Рассмотрим в качестве примера листинг 3.11.

Листинг 3.11

// Этот код не будет скомпилирован

public class X {

private int a;

public X(int i) {

a = i;

}

}

public class Y {

private int a;

public Y(int i) {

a = i;

}

}

public class IncompatibleRef {

public static void main(String args[]) {

X x = new X(10);

X x2;

Y y = new Y(5);

x2 = x; // Допустимо; обе переменные имеют

// один и тот же тип

x2 = y; // ошибка; переменные разных типов

}

}

Несмотря на то что классы X и Y имеют одинаковые элементы, невозможно присвоить переменной типа X ссылку на объект Y, так как типы объектов различаются. Объектная ссылка может указывать только на один тип объектов.

Существует, однако, важное исключение из этого правила: переменная, типом которой является суперкласс, может получать ссылку на переменную, типом которой указан любой подкласс этого класса. Это иллюстрирует листинг 3.12:

Листинг 3.12

// Ссылка на суперкласс может указывать

// на экземпляр подкласса

public class X {

private int a;

public X(int i) {

a = i;

}

public int getA() {

return a;

}

public void setA(int a) {

this.a = a;

}

}

public class Y extends X {

private int b;

public Y(int i, int j) {

super(j);

b = i;

}

public int getB() {

return b;

}

public void setb(int b) {

this.b = b;

}

}

public class SupSubRef {

public static void main(String args[]) {

X x = new X(10);

X x2;

Y y = new Y(5, 6);

x2 = x; // Допустимо; переменные одного типа OK, both of same type

System.out.println("x2.a: " + x2.getA());

// Поскольку Y является подклассом X, то переменные

// x2 и у могут ссылаться на один и тот же объект

x2 = y; // Допустимо

System.out.println("x2.a: " + x2.getA());

// Ссылка на X имеет сведения только о членах класса X

x2.setA(19); // Допустимо

// x2.b = 27; // Ошибка; b не является членом класса X

}

}

Здесь Y является подклассом X, следовательно, переменной x2 можно присвоить ссылку на объект Y. Однако важно понимать, что в случае, когда переменная суперкласса ссылается на объект подкласса, с ее помощью доступны не переменные и методы подкласса, а лишь члены суперкласса. Таким образом, присваивая ссылку на экземпляр подкласса переменной суперкласса, вы сужаете доступ к элементам объекта, ограничивая его лишь элементами, унаследованными от суперкласса. Именно поэтому, несмотря на то, что переменная x2 ссылается на объект Y, она не позволяет обращаться к переменной b. Это вполне оправдано; ведь суперкласс не имеет сведений о том, какие подклассы порождены из него. Именно поэтому последняя строка кода в программе закомментирована.

Приведенные выше рассуждения могут показаться отвлеченными, однако они имеют важные практические применения. Одно из них мы рассмотрим сейчас.

Процедура присвоения ссылок на подкласс переменным суперкласса важна при вызове конструкторов в иерархической структуре классов. Как вы знаете, в составе классов часто присутствуют конструкторы, которым в качестве параметра передается экземпляр класса. Это позволяет формировать копии объектов. Такая возможность часто используется и в подклассах. Рассмотрим, например приведенные ниже варианты классов TwoDShape и Triangle. В обоих есть конструкторы, параметрами которых являются объекты.

Листинг 3.13

public class TwoDShape {

private double width;

private double height;

// Конструктор по умолчанию

public TwoDShape() {

width = height = 0.0;

}

// Конструктор с параметрами

public TwoDShape(double w, double h) {

width = w;

height = h;

}

// Формирование объекта с одинаковыми значениями width и height

public TwoDShape(double x) {

width = height = x;

}

// Формирование объекта на основе другого объекта

public TwoDShape(TwoDShape ob) {

width = ob.width;

height = ob.height;

}

// Методы для доступа к переменным width и height

public double getWidth() {

return width;

}

public double getHeight() {

return height;

}

public void setWidth(double w) {

width = w;

}

public void setHeight(double h) {

height = h;

}

public void showDim() {

System.out.println("Width and height are "

+ width + " and " + height);

}

}

// Подкласс класса TwoDShape, представляющий треугольники

public class Triangle extends TwoDShape {

private String style;

// Конструктор по умолчанию

public Triangle() {

super();

style = "null";

}

// Конструктор класса Triangle

public Triangle(String s, double w, double h) {

super(w, h); // Вызов конструктора суперкласса

style = s;

}

// Формирование равнобедренного треугольника

public Triangle(double x) {

super(x); // Вызов конструктора суперкласса

style = "isosceles";

}

// Формирование объекта на основе другого объекта

public Triangle(Triangle ob) {

super(ob); // Передача ссылки на объект Triangle

// конструктору TwoDShape

style = ob.style;

}

public double area() {

return getWidth() * getHeight() / 2;

}

public void showStyle() {

System.out.println("Triangle is " + style);

}

}

public class Shapes7 {

public static void main(String args[]) {

Triangle t1 =new Triangle("right", 8.0, 12.0);

// Создание копии объекта t1

Triangle t2 = new Triangle(t1);

System.out.println("Info for t1: ");

t1.showStyle();

t1.showDim();

System.out.println("Area is " + t1.area());

System.out.println();

System.out.println("Info for t2: ");

t2.showStyle();

t2.showDim();

System.out.println("Area is " + t2.area());

}

}

// Формирование объекта на основе другого объекта

public Triangle(Triangle ob) {

super(ob); // Передача ссылки на объект Triangle

// конструктору TwoDShape

style = ob.style;

}

В качестве параметра данному конструктору передается объект Triangle, который затем с помощью вызова super() передается конструктору TwoDShape.

// Формирование объекта на основе другого объекта

public TwoDShape(TwoDShape ob) {

width = ob.width;

height = ob.height;

}

Заметьте, что конструктор TwoDshape() должен получить объект TwoDShape, однако Triangle() передает ему объект Triangle. Тем не менее проблемы не возникают, поскольку переменная суперкласса может быть ссылкой на объект подкласса. Вследствие этого конструктору TwoDShape() можно передать ссылку на экземпляр класса, являющегося подклассом TwoDShape. Поскольку конструктор TwoDShape() инициализирует лишь часть объекта подкласса, а именно члены, унаследованные от класса TwoDShape, не важно, имеет ли объект, переданный в качестве параметра, дополнительные переменные и методы.

Задание:

Добавьте во все классы конструкторы, параметрами которых является объект.