一道有意思的“初始化”面试题

Posted 2023-01-06 程序员囧辉

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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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