Was sind Initializer?

Thema in Kurzform

• Initializer sind spezielle Methoden ohne Methodenkopf.
• Der Code von Instanz-Initializern wird unmitelbar bei der Objekt-Erzeugung aufgerufen.
• static-Initializer werden mit dem Schlüsselwort static eingeleitet und werden bei der ersten Benutzung der Klasse automatisch aufgerufen.

Instanz-Initializer

Dass die Anweisungen von Konstruktoren und Methoden immer zwischen zwei geschweiften Klammern { // Code } stehen, ist uns längst schon klar. Auch der Code von Initializern steht innerhalb eines Paars geschweifter Klammern. Aber: Es gibt bei Initializern keinen "Kopf", der vor dem Code-Block steht. Auch ein spezielles einleitendes Schlüsselwort (wie if, switch, while usw.) gibt es nicht.

Initializer sehen also wie anonyme Methoden aus:

public class Cat {

    { System.out.println("Ich bin der Initializer!"); }
}

Diese Art von Initializer werden bei der Objekterzeugung automatisch ausgeführt, weshalb sie "Instanz"-Initialzer heißen. Das Besondere: Die Ausführung geschieht noch vor dem Konstruktor-Aufruf:

public class Cat {

    public Cat(){
        System.out.println("Ich bin der Konstruktor");
    }

    { System.out.println("Ich bin der Initializer!"); }

    public static void main(String[] main){
        Cat c = new Cat(); // Cat-Objekt erzeugen
    }
}
Cat.java

Da zuerst der Instanz-Initializer und danach der Konstruktor ausgeführt wird, lautet der Output auf der Konsole so:

Ich bin der Initializer!
Ich bin der Konstruktor

Es gibt einige Regeln für Instanz-Initializer bei der Objekterzeugung:

• Initializer werden vor den Konstruktoren der Klasse ausgeführt
• Es kann mehrere Initializer geben.
• Initializer stehen üblicherweise oben im Klassencode, was aber keine Pflicht ist.
• Bei der Objekterzeugung werden die Initializer in der Reihenfolge ausgeführt, in der sie geschrieben stehen.
• Nicht vergessen: Instanzvariablen haben den gleichen Stellenwert wie Instanz-Initializer. Sie werden gemeinsam mit diesen (entsprechend ihrer Reihenfolge) initialisiert.

Alles verstanden? Dann sagen Sie mal, was der folgende Code ausgibt:

public class Cat {

    private String name = "Simba";

     public Cat(){
        name = "Bailey";
        System.out.println("Cats are liquid");
    }

    public static void main(String[] main){
        Cat c = new Cat();
        System.out.println(c.name);
    }

    { System.out.println("Cats are jerks"); }
}

Dieser Code printed:

Cats are jerks
Cats are liquid
Bailey

Klar warum? 😀 Zuerst wird innerhalb der Main-Methode ein neues Cat-Objekt erzeugt. Das hat zur Folge, dass die Instanzvariable name mit dem String "Simba" initialisiert und sofort darauf der Instanz-Initializer in Zeile 15 aufgerufen wird, der Cats are jerks printed. Erst danach wird in Zeile 5 der Konstruktor der Klasse aufgerufen. Dieser ändert den Wert von name in Bailey und printed den Text Cats are liquid auf der Konsole. Damit ist das neue Cat-Objekt fertig erstellt. Zu guter Letzt wird noch der letzte Wert von name auf der Konsole ausgegeben.

static-Initializer

Wenn Sie anfangs noch überrascht waren, dass es mit Instanz-Initializern Code gibt, der noch vor dem Konstruktor ausgeführt wird, dann passen Sie gut auf, denn es geht noch mehr: Mit dem static-Initializer können wir einen Code-Block sogar noch eine Stufe früher ausführen.

Static-Initializer werden gebildet wie Instanz-Initializer aber mit dem öffnenden Schlüsselwort static. Sehen wir uns hierzu einmal die Klasse StaticCat an:

public class StaticCat {

    public StaticCat(){
        System.out.println("Ich bin der Konstruktor");
    }

    { System.out.println("Ich bin ein Instanz-Initializer."); }

    static{
      System.out.println("Ich bin der static-Initializer!"); }

    public static void main(String[] main){
        StaticCat sc = new StaticCat();
    }
}

Ausgabe:

Ich bin der static-Initializer!
Ich bin ein Instanz-Initializer.
Ich bin der Konstruktor

Die Sache läuft so ab: Noch bevor es ein StaticCat-Objekt gibt, quasi bei der ersten Benutzung der Klasse(!), wird der static-Initializer ausgeführt.

Wir hätten uns die Objekterzeugung in Zeile 13 also auch sparen können: Der Static-Initializer wird trotzdem ausgeführt. Wir haben den Instanz-Initializer und Konstruktor nur eingebaut, um die Reihenfolge der Code-Ausführung zu zeigen.

Da der static-Initialzer (von dem es auch mehrere in einer Klasse geben kann) somit von der Klasse abhängt, kann er auch als "Klassen-Initializer" bezeichnet werden. Static-Initializer werden auch nur ein einziges Mal ausgeführt.

Static-Initializer wurden speziell für die Initialisierung von statischen Klassenvariablen und Konstanten erfunden:

public class StaticCat {

   public static final String NAME;

    static{
        NAME = "Hero";
    }
}

Fällt Ihnen an diesem Code irgendetwas auf? Richtig: "Eigentlich" müssen Konstanten wie NAME sofort initialisiert werden, ansonsten gibt es einen Compiler-Fehler. Tatsächlich geschieht dies hier auch (die Regel gilt also weiterhin), wenngleich nicht in derselben Anweisung. Der Grund: Der static-Initializer ist der erste Code, der überhaupt ausgeführt wird und damit geht die Sache hier in Ordnung! 😎

Wie bei statischen Methoden gilt auch bei statischen Initializern, dass sie niemals auf Instanz-Elemente (Instanzvariablen, Instanz-Methoden) zugreifen können. Der folgende Code produziert darum ein Paar Compiler-Fehler:

public class StaticCat {

  private int alter = 12;

  public int getAlter(){
      return alter;
  }

    static{
        System.out.println(alter); // Fehler 1
        getAlter(); // Fehler 2
    }
}

In Zeile 10 versucht der static-Initializer auf die Instanzvariable alter und in Zeile 11 auf die Instanz-Methode getAlter() zuzugreifen. Da der statische Initializer aber objektunabhängig ist, kann dies nicht funktionieren, da alter und getAlter() an die Existenz eines Objekts gebunden sind. Mit einem Instanz-Initializer andererseits würde dieser Code einwandfrei funktionieren.

Übungen

ppublic class Uebung {

    private String a = "Programming";
    private static String b = "Java";
    private String c = "Code";

    public Uebung(){
        System.out.println(a);
    }

    static{
        System.out.println(b);
    }

    {
        System.out.println(c);
    }

    public static void main(String[] args){
        new Uebung();
        new Uebung();
    }
}

public class Diamond {

    public static int solution;

    public Diamond(){
        solution++;
    }

    { solution += 4; }

    static
    { solution += 2; }
    { solution -= 3; }

}

public class DiamondEngage {

    public static void main(String[] args){
        System.out.print(Diamond.solution);
        System.out.print(Diamond.solution);
        new Diamond();
        new Diamond();
        new Diamond();
        System.out.print(Diamond.solution);

    }
}