المُنشئات في جافا: تهيئة الكائنات باستخدام new

لماذا توجد المُنشئات

في الصفحة السابقة أنشأت فئات وكائنات باستخدام new. المُنشئ هو الكود الذي يُنفَّذ فعليًا أثناء استدعاء new ذاك. غرضه الوحيد هو أن يعيد إليك كائنًا جاهزًا للاستخدام، بكل حقوله المطلوبة مضبوطة ومن دون أي حالة مُهيّأة جزئيًا.

يبدو المُنشئ كـالدالة، لكن مع فرقين: يحمل الاسم نفسه الذي تحمله الفئة، وليس له أي نوع إرجاع، ولا حتى void.

class Point {
    int x;
    int y;

    Point(int x, int y) {     // المُنشئ: الاسم نفسه الذي تحمله الفئة، بلا نوع إرجاع
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Point p = new Point(3, 4);   // يُنفَّذ المُنشئ هنا
        System.out.println(p.x + ", " + p.y);
    }
}

يقوم new Point(3, 4) بتخصيص الكائن ثم يُنفّذ جسم المُنشئ بقيم x = 3 وy = 4. وبحلول الوقت الذي يعود فيه new، يكون p قد تمت تهيئته بالكامل.

الكلمة المفتاحية this

داخل المُنشئ أعلاه، سُمّيت المعاملات x وy، وهي الأسماء نفسها التي تحملها الحقول. تعني this.x "الحقل x الذي يخص هذا الكائن"، بينما تشير x المجردة إلى المعامل. من دون this، فإن x = x ستُسند المعامل إلى نفسه فحسب وتترك الحقل دون تغيير.

class Account {
    String owner;
    double balance;

    Account(String owner, double balance) {
        this.owner = owner;       // الحقل = المعامل
        this.balance = balance;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Account a = new Account("Sam", 100.0);
        System.out.println(a.owner + " has " + a.balance);
    }
}

أنت بحاجة إلى this فقط عندما يحجب معاملٌ حقلًا، لكن كثيرين يستخدمونه في كل مكان من باب الوضوح. الخطأ الشائع هو نسيانه عند تطابق الأسماء: يُترجَم الكود ويُنفَّذ، ويترك حقولك بصمت على قيمها الافتراضية (null و0 وfalse).

المُنشئ الافتراضي

إذا لم تكتب مُنشئًا أبدًا، توفّر جافا بهدوء مُنشئًا افتراضيًا: مُنشئ عام (public) بلا وسائط لا يفعل شيئًا إضافيًا. لهذا السبب كان new يعمل على الفئات التي لم يكن لها أي مُنشئ على الإطلاق.

المشكلة الخفية: بمجرد أن تكتب أي مُنشئ، يختفي المُنشئ المجاني.

class Box {
    int size;

    Box(int size) {       // الآن لا يوجد مُنشئ بلا وسائط
        this.size = size;
    }
}

new Box();   // خطأ في الترجمة: المُنشئ Box() غير موجود

إذا كنت لا تزال تريد أن يعمل new Box()، فصرّح بالمُنشئ الذي لا يأخذ وسائط بنفسك:

class Box {
    int size;

    Box() {               // مُنشئ صريح بلا وسائط
        this.size = 1;
    }

    Box(int size) {
        this.size = size;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Box().size);     // 1
        System.out.println(new Box(10).size);   // 10
    }
}

تحميل المُنشئات الزائد

يمكن أن تحوي الفئة عدة مُنشئات ما دامت قوائم معاملاتها مختلفة، وهذا ليس سوى تحميل الدوال الزائد مُطبَّقًا على المُنشئات. كل واحد منها يقدّم طريقة مختلفة لبناء الكائن.

class Rectangle {
    int width;
    int height;

    Rectangle() {                 // مربع 1x1 افتراضي
        this.width = 1;
        this.height = 1;
    }

    Rectangle(int side) {         // مربع
        this.width = side;
        this.height = side;
    }

    Rectangle(int width, int height) {   // مستطيل كامل
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    int area() { return width * height; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Rectangle().area());        // 1
        System.out.println(new Rectangle(5).area());       // 25
        System.out.println(new Rectangle(2, 3).area());    // 6
    }
}

تختار جافا المُنشئ المطابق بناءً على عدد الوسائط التي تمررها إلى new وأنواعها.

التسلسل باستخدام this()

لاحظ التكرار أعلاه: كل مُنشئ يُسند الحقول بنفسه. يمكنك تجنّب ذلك بجعل أحد المُنشئات يستدعي آخر باستخدام this(...). يجب أن يكون هذا الاستدعاء العبارة الأولى في المُنشئ.

class Rectangle {
    int width;
    int height;

    Rectangle() {
        this(1, 1);          // يُفوّض إلى المُنشئ ذي الوسيطين
    }

    Rectangle(int side) {
        this(side, side);    // يُفوّض أيضًا
    }

    Rectangle(int width, int height) {   // المُنشئ "الحقيقي" الوحيد
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Rectangle r = new Rectangle(4);
        System.out.println(r.width + "x" + r.height);   // 4x4
    }
}

الآن أصبحت التهيئة الفعلية في مكان واحد. أما المُنشئات الأصغر فلا تفعل سوى ملء القيم الافتراضية وتمرير العمل. وإذا حاولت يومًا وضع عبارة قبل this(...)، فسيرفضها المُترجم.

المُنشئات وsuper()

كل مُنشئ يستدعي ضمنيًا مُنشئ الفئة الأعلى منه أولًا. وإذا لم تكتب شيئًا، تُدرج جافا استدعاءً مخفيًا لـ super() (مُنشئ الفئة الأعلى بلا وسائط) في أعلى الجسم. وستتعامل مع هذا مباشرةً بمجرد أن تبدأ في إنشاء الفئات الفرعية، وهو الموضوع التالي.

class Animal {
    String name;
    Animal(String name) { this.name = name; }
}

class Dog extends Animal {
    Dog(String name) {
        super(name);   // يجب هنا استدعاء مُنشئ الأب صراحةً
    }
}

بما أن Animal ليس لها مُنشئ بلا وسائط، فإن Dog يجب أن تستدعي super(name) صراحةً، إذ لا يوجد super() مجاني تلجأ إليه. وكما هو الحال مع this()، يجب أن يكون استدعاء super(...) العبارة الأولى في المُنشئ.

التالي: الوراثة

تُهيّئ المُنشئات كائنًا واحدًا، لكن super() لمّحت بالفعل إلى شيء أكبر: يمكن للفئات أن تُبنى على فئات أخرى، فتعيد استخدام حقولها ودوالها ومُنشئاتها. تلك العلاقة، أي امتداد فئة لأخرى، هي الوراثة، وهي موضوع الصفحة التالية.