Объявление объектов. Более подробное рассмотрение операции new

Объявление объектов

Как мы уже отмечали, при создании класса вы создаете новый тип данных. Этот тип можно использовать для объявления объектов данного типа. Однако создание объектов класса – двухступенчатый процесс. Вначале необходимо объявить переменную типа класса. Эта переменная не определяет объект. Она представляет собой всего лишь переменную, которая может ссылаться на объект. Затем потребуется получить действительную, физическую копию объекта и присвоить ее этой переменной. Это можно выполнить с помощью операции new. Эта операция динамически (т. е. во время выполнения) распределяет память под объект и возвращает ссылку на него. В общих чертах эта ссылка представляет собой адрес объекта в памяти, распределенной операцией new. Затем эта ссылка сохраняется в переменной. Таким образом, в Java все объекты классов должны распределяться динамически. Рассмотрим эту процедуру более подробно.

В приведенном ранее примере программы строка, подобная следующей, используется для объявления объекта типа Box:

Box mybox = new Box();

Этот оператор объединяет только что описанные шаги. Чтобы каждый из шагов был более очевидным, его можно было переписать следующим образом:

Box mybox; // объявление ссылки на объект

mybox = new Box(); // распределение памяти для объекта Box

Первая строка объявляет mybox в качестве ссылки на объект типа Box. После выполнения этой строки переменная mybox содержит значение null, свидетельствующее о том, что она еще не указывает на реальный объект. Любая попытка использования mybox на этом этапе приведет к возникновению ошибки времени компиляции. Следующая строка распределяет память под реальный объект и присваивает переменной mybox ссылку на этот объект. После выполнения второй строки переменную mybox можно использовать, как если бы она была объектом Box. Но в действительности переменная mybox просто содержит адрес памяти реального объекта Box

Ссылки на объекты выглядят подобно указателям. В общих чертах это впечатление верно. Ссылка на объект похожа на указатель памяти. Основное различие между ними – и основное свойство, обеспечивающее безопасность программ Java – в том, что ссылками нельзя манипулировать как настоящими указателями. В частности, ссылка на объект не может указывать на произвольную ячейку памяти, и ею нельзя манипулировать как целочисленным значением.

Более подробное рассмотрение операции new

Как было сказано, операция new динамически распределяет память для объекта.

Общая форма этой операции имеет следующий вид:

переменная_класса = new имя_класса();

Здесь переменная_класса – переменная создаваемого типа класса. Имя_класса – это имя класса, конкретизация которого выполняется. Имя класса, за которым следуют круглые скобки, указывает конструктор данного класса. Конструктор определяет действия, выполняемые при создании объекта класса. Конструкторы – важная часть всех классов, и они обладают множеством важных атрибутов. Большинство классов, используемых в реальных программах, явно определяют свои конструкторы внутри своего определения класса. Однако если никакой явный конструктор не указан, Java автоматически предоставит конструктор, используемый по умолчанию. Это же происходит в случае объекта Box.

Пока мы будем пользоваться конструктором, заданным по умолчанию. Вскоре читатели научатся определять собственные конструкторы.

У читателей может возникнуть вопрос, почему не требуется использовать операцию new для таких элементов, как целые числа или символы. Это обусловлено тем, что элементарные типы Java реализованы в не виде объектов, а в виде “обычных” переменных. Это сделано для повышения эффективности. Как вы убедитесь, объекты обладают множеством свойств и атрибутов, которые требуют, чтобы Java-программа обрабатывала их иначе, чем элементарные типы. Отсутствие накладных расходов, связанных с обработкой объектов, при обработке элементарных типов позволяет эффективнее реализовать элементарные типы. Несколько позже мы приведем объектные версии элементарных типов, которые могут пригодиться в ситуациях, когда требуются полноценные объекты этих типов.

Важно понимать, что операция new распределяет память для объекта во время выполнения. Преимущество этого подхода состоит в том, что программа может создавать ровно столько объектов, сколько требуется во время ее выполнения. Однако поскольку объем памяти ограничен, возможна ситуация, когда операция new не сможет выделить память для объекта из-за ее нехватки. В этом случае возникнет исключение времени выполнения. (Обработка этого и других исключений описана в главе 10. ) В примерах программ, приведенных в этой книге, можно не беспокоиться по поводу недостатка объема памяти, но в реальных программах эту возможность придется учитывать.

Еще раз рассмотрим различие между классом и объектом. Класс создает новый тип данных, который можно использовать для создания объектов. То есть класс создает логический каркас, определяющий взаимосвязь между его членами. При объявлении объекта класса мы создаем экземпляр этого класса. Таким образом, класс – это логическая конструкция. А объект обладает физической сущностью. (То есть объект занимает область в памяти. ) Важно помнить об этом различии.