Шрифт:
Инициализация и завершение
В ходе компьютерной революции выяснилось, что основной причиной чрезмерных затрат в программировании является «небезопасное» программирование.
Основные проблемы с безопасностью относятся к инициализации и завершению. Очень многие ошибки при программировании на языке С обусловлены неверной инициализацией переменных. Это особенно часто происходит при работе с библиотеками, когда пользователи не знают, как нужно инициализировать компонент библиотеки, или забывают это сделать. Завершение — очень актуальная проблема; слишком легко забыть об элементе, когда вы закончили с ним работу и его дальнейшая судьба вас не волнует. В этом случае ресурсы, занимаемые элементом, не освобождаются, и в программе может возникнуть нехватка ресурсов (прежде всего памяти).
В С++ появилось понятие конструктора — специального метода, который вызывается при создании нового объекта. Конструкторы используются и в Java; к тому же в Java есть сборщик мусора, который автоматически освобождает ресурсы, когда объект перестает использоваться. В этой главе рассматриваются вопросы инициализации и завершения, а также их поддержка в Java.
Конструктор гарантирует инициализацию
Конечно, можно создать особый метод, назвать его initialize и включить во все ваши классы. Имя метода подсказывает пользователю, что он должен вызвать этот метод, прежде чем работать с объектом. К сожалению, это означает, что пользователь должен постоянно помнить о необходимости вызова данного метода. В Java разработчик класса может в обязательном порядке выполнить инициализацию каждого объекта при помощи специального метода, называемого конструктором. Если у класса имеется конструктор, Java автоматически вызывает его при создании объекта, перед тем как пользователи смогут обратиться к этому объекту. Таким образом, инициализация объекта гарантирована.
Как должен называться конструктор? Здесь есть две тонкости. Во-первых, любое имя, которое вы используете, может быть задействовано при определении членов класса; так возникает потенциальный конфликт имен. Во-вторых, за вызов конструктора отвечает компилятор, поэтому он всегда должен знать, какой именно метод следует вызвать. Реализация конструктора в С++ кажется наиболее простым и логичным решением, поэтому оно использовано и в Java: имя конструктора совпадает с именем класса. Смысл такого решения очевиден — именно такой метод способен автоматически вызываться при инициализации.
Рассмотрим определение простого класса с конструктором:
//. initialization/SimpleConstructor.java
// Демонстрация простого конструктора
class Rock {
RockO { // Это и есть конструктор System.out print("Rock ");
}
}
public class SimpleConstructor {
public static void mainCString[] args) { for(int i = 0; i < 10. i++) new RockO,
}
}
} /* Output:
Rock Rock Rock Rock Rock Rock Rock Rock Rock Rock
*/// ~
Теперь при создании объекта:
new Rock,
выделяется память и вызывается конструктор. Тем самым гарантируется, tfro объект будет инициализирован, прежде чем программа сможет работать с ним.
Заметьте, что стиль программирования, при котором имена методов начинаются со строчной буквы, к конструкторам не относится, поскольку имя конструктора должно точно совпадать с именем класса.
Подобно любому методу, у конструктора могут быть аргументы, для того чтобы позволить вам указать, как создать объект. Предыдущий пример легко изменить так, чтобы конструктору при вызове передавался аргумент:
// initialization/SimpleConstructor2 java
// Конструкторы могут получать аргументы
class Rock2 {
Rock2(int i) {
System.out.println("Rock " + i + " ");
}
}
public class SimpleConstructor2 {
public static void main(String[] args) { for(int i = 0; i < 8; i++) new Rock2(i).
}
} /* Output:
Rock 0 Rock 1 Rock 2 Rock 3 Rock 4 Rock 5 Rock 6 Rock 7
*///:-
В аргументах конструктора передаются параметры для инициализации объекта. Например, если у класса Tree (дерево) имеется конструктор, который получает в качестве аргумента целое число, обозначающее высоту дерева, то объекты Tree будут создаваться следующим образом:
Tree t = new Tree(12), // 12-метровое дерево
Если Tree(int) является единственным конструктором класса, то компилятор не позволит создавать объекты Tree каким-либо другим способом.
Конструкторы устраняют большой пласт проблем и упрощают чтение кода. В предыдущем фрагменте кода не встречаются явные вызовы метода, подобного initialize, который концептуально отделен от создания. В Java создание и инициализация являются неразделимыми понятиями — одно без другого невозможно.
Конструктор — не совсем обычный метод, так как у него отсутствует возвращаемое значение. Это ощутимо отличается даже от случая с возвратом значения void, когда метод ничего не возвращает, но при этом все же можно заставить его вернуть что-нибудь другое. Конструкторы не возвращают никогда и ничего (оператор new возвращает ссылку на вновь созданный объект, но сами конструкторы не имеют выходного значения). Если бы у них существовало возвращаемое значение и его можно было бы выбирать, то компилятору пришлось бы как-то объяснять, что же делать с этим значением.
Перегрузка методов
Одним из важнейших аспектов любого языка программирования является использование имен. Создавая объект, вы фактически присваиваете имя области памяти. Метод — имя для действия. Использование имен при описании системы упрощает ее понимание и модификацию. Работа программиста сродни работе писателя; в обоих случаях задача состоит в том, чтобы донести свою мысль до читателя.
Проблемы возникают при перенесении нюансов человеческого языка в языки программирования. Часто одно и то же слово имеет несколько разных значений — оно перегружено. Это полезно, особенно в отношении простых различий. Вы говорите «вымыть посуду», «вымыть машину» и «вымыть собаку». Было бы глупо вместо этого говорить «посудоМыть посуду», «машиноМыть машину» и «собакоМыть собаку» только для того, чтобы слушатель не утруждал себя выявлением разницы между этими действиями. Большинство человеческих языков несет избыточность, и даже при пропуске некоторых слов определить смысл не так сложно. Уникальные имена не обязательны — сказанное можно понять из контекста.