一道有意思的“初始化”面试题

一道有意思的“初始化”面试题
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概述

今天向大家分享一道Java面试题目,这道题是我自己设计的题目。题目原型来自于《Thinking in Java》中的“初始化与清理”一章,本来是一道简单的考察“初始化”题目,我在上面添加了其他与初始化相关的东西,最后变成一道比较综合的考察“初始化”题目。在很多笔试题中都会考察初始化方面的知识,如果你能把下面这道题目理解了,应付初始化方面的笔试题相信是“易如反掌”。

这道题目涉及到的全是很基础的知识点,但是想要做对并不容易,如果你能第一次就做对,说明你在初始化方面的知识已经很扎实。话不多说,直接看下面的题目,注:文末有答案,建议大家先尝试自己做一下,看看自己是否还记得这些基础知识。

 

题目

请写出下面代码的输出,注意main方法在最后面。

class Bowl {
    Bowl(int marker) {
        System.out.println("Bowl(" + marker + ")");
    }
}

class Tableware {
    static Bowl bowl7 = new Bowl(7);

    static {
        System.out.println("Tableware静态代码块");
    }

    Tableware() {
        System.out.println("Tableware构造方法");
    }

    Bowl bowl6 = new Bowl(6);
}

class Table extends Tableware {
    {
        System.out.println("Table非静态代码块_1");
    }

    Bowl bowl5 = new Bowl(5);    // 9

    {
        System.out.println("Table非静态代码块_2");
    }

    static Bowl bowl1 = new Bowl(1);

    static {
        System.out.println("Table静态代码块");
    }

    Table() {
        System.out.println("Table构造方法");
    }

    static Bowl bowl2 = new Bowl(2);
}

class Cupboard extends Tableware {
    Bowl bowl3 = new Bowl(3);
    static Bowl bowl4 = new Bowl(4);

    Cupboard() {
        System.out.println("Cupboard构造方法");
    }

    void otherMethod(int marker) {
        System.out.println("otherMethod(" + marker + ")");
    }

    static Bowl bowl5 = new Bowl(5);
}

public class StaticInitialization {
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("main()");
        cupboard.otherMethod(1);
    }

    static Table table = new Table();
    static Cupboard cupboard = new Cupboard();
}

 

涉及的知识点:

  1. 在类的内部,变量定义的先后顺序决定了初始化顺序。即使变量定义散布于方法定义之间,它们仍旧会在任何方法(包括构造方法)被调用之前得到初始化。
  2. 无论创建多少个对象,静态数据都只占用一份存储区域。static关键字不能应用于局部变量,因此它只能作用于域。如果一个域是静态的基本类型域,且也没有对它进行初始化,那么它就会获得基本类型的标准初值;如果它是一个对象引用,那么它的默认初始化值就是null。
  3. 静态初始化只有在必要时刻才进行,例如:类里面的静态变量,只有当类被调用时才会初始化(执行),并且静态变量不会再次被初始化(执行),即静态变量只会初始化(执行)一次。 
  4. 初始化的顺序是先静态对象,然后是非静态对象。
  5. 当有父类时,完整的初始化顺序为:父类静态变量(静态代码块)->子类静态变量(静态代码块)->父类非静态变量(非静态代码块)->父类构造器 ->子类非静态变量(非静态代码块)->子类构造器 。
  6. 即使没有显示的使用static关键字,构造器实际上也是静态方法。

 

下面是上面第5点提到的一些关键字的例子:

静态变量(类变量):static修饰的变量。

static Bowl bowl7 = new Bowl(7);

静态代码块static修饰的代码块,可以放多个语句。看起来像个方法,实际上只是一段跟在static关键字后面的代码。

static {
    System.out.println("静态代码块");
}

 

非静态变量(实例变量):普通变量,没有static修饰。

Bowl bowl6 = new Bowl(6);

 

非静态代码块:普通代码块,没有static修饰,可以放多个语句。

{
    System.out.println("非静态代码块");
}

 

构造方法(构造器):跟类同名的方法,可以有多个,如果没有写构造方法,则会自动创建一个为空的构造器。

Tableware() {
    System.out.println("构造方法");
}

 

看完这几个知识点,你能写出正确答案了吗,请自己动手试一试。

 

题目详解:

  1. 首先我们找到“public class”,此时我们看到熟悉的main()方法,但是在main()方法之外有两行static的变量定义,根据上面的知识点1可知,变量的初始化会在任何方法之前,因此,先执行第49行代码的Table初始化。注意:如果此处Table的定义不是“static”修饰,则不会执行,因为在执行main()方法时,可以理解为执行了代码“StaticInitialization.main(null)”,要执行main()方法必须加载StaticInitialization类,所以静态域(table和cupboard)会得到初始化,而非静态域只有创建类的实例时才会得到初始化,例如执行了代码“StaticInitialization s = new StaticInitialization()”。
  2. 此时,我们来看Table类,发现Table有父类Tableware,根据上面的知识点5,可知会先初始化“父类静态变量(静态代码块)”,即第7、9行代码;接着是“子类静态变量(静态代码块)”,即第24、26、31行代码;接着执行“父类非静态变量(非静态代码块)”,即第14行代码;接着执行“父类构造器”,即第12行代码;接着执行“子类非静态变量(非静态代码块)”,即第18、20、22行代码;最后执行“子类构造器 ”,即第29行代码;至此,第49行代码,table的初始化结束。
  3. 接着,执行第50行代码Cupboard的初始化,过程跟Table类似。我们发现Cupboard也有父类,并且跟之前的Table一样是Tableware,此时我们要注意上面的知识点2/3,“静态变量只会初始化(执行)一次”,因此Tableware中的静态变量在此次Cupboard的初始化中不会再初始化。根据上面的知识点5,首先执行“父类静态变量(静态代码块)”,已经执行过,跳过;接着执行“子类静态变量(静态代码块)”,即第35、42行代码;接着执行“父类非静态变量(非静态代码块)”,即第14行代码;接着执行“父类构造器”,即第12行代码;接着执行“子类非静态变量(非静态代码块)”,即第34行代码;最后执行“子类构造器 ”,即第37行代码;至此,第50行代码,cupboard的初始化结束。
  4. 两个静态变量初始化完成后,接着执行main()方法,首先执行第46行代码,输出“main()”,接着执行47行代码,即第40行代码。至此,整个过程全部执行完毕。

答案:

下面是标注了执行顺序的代码。

class Bowl {
    Bowl(int marker) {
        System.out.println("Bowl(" + marker + ")");
    }
}

class Tableware {
    static Bowl bowl7 = new Bowl(7);    // 1
    static {
        System.out.println("Tableware静态代码块");   // 2
    }

    Tableware() {
        System.out.println("Tableware构造方法");    // 7、15
    }

    Bowl bowl6 = new Bowl(6);   // 6、14
}

class Table extends Tableware {
    {
        System.out.println("Table非静态代码块_1");    // 8
    }
    Bowl bowl5 = new Bowl(5);   // 9
    {
        System.out.println("Table非静态代码块_2");    // 10
    }
    static Bowl bowl1 = new Bowl(1);    // 3
    static {
        System.out.println("Table静态代码块");   // 4
    }

    Table() {
        System.out.println("Table构造方法");    // 11
    }

    static Bowl bowl2 = new Bowl(2);    // 5
}

class Cupboard extends Tableware {
    Bowl bowl3 = new Bowl(3);   // 16
    static Bowl bowl4 = new Bowl(4);    // 12

    Cupboard() {
        System.out.println("Cupboard构造方法"); // 17
    }

    void otherMethod(int marker) {
        System.out.println("otherMethod(" + marker + ")");  // 19
    }

    static Bowl bowl5 = new Bowl(5);    // 13
}

public class StaticInitialization {
    public static void main(String args[]) {    // 第三执行
        System.out.println("main()");   // 18
        cupboard.otherMethod(1);    
    }
    static Table table = new Table();   // 第一执行
    static Cupboard cupboard = new Cupboard();  // 第二执行
}

 

最后输出:

Bowl(7)
Tableware静态代码块
Bowl(1)
Table静态代码块
Bowl(2)
Bowl(6)
Tableware构造方法
Table非静态代码块_1
Bowl(5)
Table非静态代码块_2
Table构造方法
Bowl(4)
Bowl(5)
Bowl(6)
Tableware构造方法
Bowl(3)
Cupboard构造方法
main()
otherMethod(1)

 

最后

我将我最近的原创的文章进行了汇总:原创汇总,其中有不少面试高频题目解析,很多都是我自己在面试大厂时遇到的,我在对每个题目解析时都会按较高的标准进行深入探讨,可能只看一遍并不能完全明白,但是相信反复阅读,定能有所收获。

 

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