建構子(constructor)

建構子（constructor）

建構子的英文為constructor，中文沒有統一的翻譯，通常稱為「建構子」、「建構式」、「建構元」或「建構函數」、「建構函式」…，都是在說同一個東西。

我們知道一個類別（class）內部定義了成員變數（JAVA的術語稱為成員屬性，或簡稱屬性（attribute））和成員函數（JAVA的術語稱為成員方法，或簡稱方法（method））。也就是說，類別定義了一些具體的屬性和方法，一旦類別做了實體化的動作之後（new關鍵字），就可以產生物件，這個（具體的）物件就會擁有該類別所定義的屬性、並且可以執行該類別所定義的方法。

 註：此處先不討論靜態static的情況。

我們以實際的程式碼來說明，先定義一個類別：

class Student {  // 定義一個類別，類別名稱為Student（學生）
    private:
        String studentID;             // 宣告字串型態的學生證號
        String gender;                // 宣告字串型態的性別
        int height;                   // 宣告整數型態的身高
    
    public:
        int walk（）               // 定義此類別的方法walk（）
        { 此方法的實作程式碼 }

        void say（）               // 定義此類別的方法say（）
        { 此方法的實作程式碼 }


以上我們把Student這個類別定義好了，接下來我們要創造（具體的）學生物件，JAVA告訴我們語法要這麼寫：

Student 小明 = new Student（）;
Student 阿華 = new Student（）;
Student 小美 = new Student（）;

然後我們再把三人的基本資料填上去：

小明 . studentID = “L25247845”;
小明 . gender =  “男”;
小明 . height = 175 ;

小華 . studentID = “L25267120”;
小華 . gender =  “男”;
小華 . height = 182 ;

小美 . studentID = “L29627832”;
小美 . gender =  “女”;
小美 . height = 163 ;

重點:
有沒有覺得這樣很麻煩？現在還只是3個學生而已，要填的資料量也不多，如果物件和資料量多一點就會變成枯燥的打字任務，而且程式也會變得又臭又長，可讀性和維護性都會變差。

那有沒有辦法在物件被建立出來的同時，就把這些資料輸入進去呢？也就是讓物件在被創造出來的同時，就一併完成「初始化」的動作。有的，就是本章要介紹的建構子（constructor）。

我們加入建構子的觀念，將以上程式碼改寫如下：

public class Student {
    String studentID;
    String gender; 
    int height;

public Student（String studentID, String gender, int height） // 定義此類別的建構子
    { this . studentID = studentID ;      // 在建構子的{  }區塊中定義建構子要做些什麼事
      this . gender = gender ;
      this . height = height ;
      System.out.println(“我的學號為” + studentID + “，” +“性別為”+ gender + “,” + “身高為”+ height +“公分”); }

public int walk（）            
{ 此方法的實作程式碼 }

public void say（）              
{ 此方法的實作程式碼 }
}

 註：以上還用到了「this」變數，讀者可先不理會，待看完「this變數」章節之後就會懂了。

我們在這個類別中多寫了幾列程式碼，用來定義此類別的建構子。於是，我們就可以在從這個類別創造物件時，同時在建構子內輸入引數，這樣被創造出來的物件就會有初始值了，如下：

// 在創建object時，就創好初始值了
Student 小明 = new Student（“L25247845”,“男”,175）;
Student 阿華 = new Student（“L25267120”,”男”,182）;
Student 小美 = new Student（“L29627832”,”女”,163）;

並且這個建構子還包含一個println（）方法，會在螢幕上顯示出該物件的學號、性別和身高。

懂得建構子的觀念後，我們再來回顧上一段程式碼，也就是在還沒定義建構子的那時候，當我們要創造物件時，語法是這樣寫的：

Student 小明 = new Student（）;
Student 阿華 = new Student（）;
Student 小美 = new Student（）;

等號左側代表我們宣告建立一個Student資料型態（類別）的物件小明、阿華和小美，而等號右側的Student（）是這個類別的建構子（constructor）。而因為此時我們沒有定義建構子的內容，所以建構子的（）內都不寫東西，代表我們只是創造了一個物件，但這個物件裡面的屬性都是空白的，故後續才需要一個一個指定，但這樣不是好的寫法。

 註：像這種情況，即使我們沒有定義建構子的內容，JAVA/C++還是會自動「塞」一個建構子到class中，只是你看不見而已，術語叫做「預設建構子」，所以我們還是可以在以new創造物件時呼叫建構子，只不過這時候就不能在建構子的（）內填入引數，因為預設建構子是無引數的建構子。

如果我們在class內就先定義好建構子，並於「new」的時候同時在建構子內輸入引數，就能在創造物件時（new關鍵字），同時把初始值賦予給這個物件的屬性（成員變數）。

由於絕大部分的物件導向程式，起手式都是從定義class開始，並從這個class創造物件，讓物件使用「方法」（method）與其他物件互動，所以學會和徹底了解建構子是非常基本且重要的。

有的人或書籍會說建構子是一種特殊的方法（特殊的成員函數），但這麼說並不太對，因為以下三點是建構子（constructor）和方法（method）的不同之處：

1. 定義建構子時不像函數一樣要先宣告回傳值的型態，建構子是「不可以」宣告回傳值型態的，即使寫void也不行。
2. JAVA強制規定該類別的建構子（constructor）的名稱，一定要和該類別（class）的名稱同名。
3. 建構子的權限一定要設為public。

因為以上三點差異，所以建構子和方法並不完全相同。話雖這麼說，但其實也不用特別去爭論建構子到底是不是一種特殊的方法，這只是認定的問題，我們學會怎麼用就好了。

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建構子的（引數）多載：
我們知道方法（成員函數）可以多載（overload），也就是方法會依照我們給它輸入不同型態、不同個數，甚至不同順序的引數，自動去配對所對應的定義去執行。

同樣的，建構子的引數也可以多載，我們可以在定義建構子的時候就做多個定義，讓建構子在偵測到不同型態、不同個數，甚至不同順序的引數時，自動去尋找對應的定義，對new出來的物件做初始化。

JAVA為了方便我們寫程式，如果只是建構子引數的數量不同，就不用分別寫出它們對應的定義，讓我們節省很多時間。例如以下程式，我們定義了3個引數的建構子，但在以new關鍵字對類別做實體化時，在建構子中各輸入3個、2個、1個引數，甚至無引數都行，還是可以創造出四個狗物件，相當方便。

建構子的（引數）多載（overload），範例的程式碼如下：

public class Dog { // 定義一個Dog類別
String type ; // 宣告字串型態的type
String color ; // 宣告字串型態的毛色
int age ; // 宣告整數型態的年齡

public Dog（String type, String color, int age）{ // 定義建構子
this.type = type;
this.color = color;
this.age = age;
}

public static void main（String[ ] args）{ // 程式的進入點
Dog dog1 = new Dog（”黃金獵犬”、”金毛”、7）; // 建構子的多載
Dog dog2 = new Dog（”台灣土狗”、”黑毛”）;
Dog dog3 = new Dog（”米格魯”）;
Dog dog4 = new Dog（）;
}
}