Java向前引用容易出錯的地方

所謂向前引用，就是在定義類、介面、方法、變數之前使用它們，例如，

class MyClass  {      void method()      {          System.out.println(myvar);      }      String myvar = "var value";  }  

       myvar在method方法後定義，但method方法可以先使用該變數。在很多語言，如C++，是需要提前定義的，而Java已經允許了向前引用。不過在使用向前引用時可能會容易犯一些錯誤。例如，下面的代碼。

    class MyClass {           int method() {return n; }           int m = method();           int n = 1;      }  

如果簡單地執行下面的代碼，毫無疑問會輸出1.

System.out.println(new MyClass().method()); 

不過使用下面的代碼輸出變數m，卻得到0。

System.out.println(new MyClass().m);  

那麼這是真麼回事呢？

    實際上，從java編譯器和runtime的工作原理可以得知。在編譯java原始碼時只是進行了詞法、文法和語義檢測，如果都通過，會產生.class 檔案。不過這時MyClass中的變數並沒有被初始化，編譯器只是將相應的初始設定式（method（）、1）記錄在.class檔案中。

    當runtime運行MyClass.class時，首先會進行裝載成員欄位，而且這種裝載是按順序執行的。並不會因為java支援向前引用，就首先初始 化所有可以初始化的值。首先，runtime會先初始化m欄位，這時當然會調用method方法，在method方法中利用向前引用技術使用了n。不過這 時的n還沒有進行初始化呢。runtime為了實現向前引用，在進行初始化所有欄位之前，還需要將所有的欄位添加到符號表中。以便在任何地方（但需要滿足 java的調用規則）都可以引用這些欄位，不過由於還沒有初始化這些欄位，所以這時符號表中所有的欄位都使用預設的值。int類型的欄位預設值自然是0 了。所以在初始化int m = method()時，method方法訪問的n實際上是在進行正式初始化之前已經被添加到符號表中的欄位n，而不是後面的int n = 1執行的結果。但將MyClass改成如下的形式，結果就完全不同了。

    class MyClass {          int method() {return n; }          int n = 1;          int m = method();      }  

現在執行下面的代碼，會輸出1.

    System.out.println(new MyClass().m);  

     究其原因，是引用初始化m時調用method方法，該方法中使用的n已經是初始化完的了，而不是最初放到符號表中的值。

    綜合上述，runtime在運行.class檔案時，每個範圍（方法、介面、類等帶語言元素都有自己的範圍）的符號表都會被至少訪問兩次，第一次會將 所有的欄位（這裡只考慮類的初始化）放到符號表中，暫時不考慮初始化只，放到符號表中只是相當於一個索引，好讓其他地方引用該欄位時可以找到它們，例 如，method方法中引用n時就會到符號表中尋找n，不過這時的n只是int類型的預設值。等到第二次訪問n就是真正初始化n的時候（int n = 1）。這是將符號表中儲存的欄位n的值更新為實際的初始化值（1）。所以如果引用n放生在正式初始化n之前，當然輸出的是0。

    那麼可能有人會問，先訪問一下n，再訪問m，這時m的值是否為1呢？答案仍然是0。因為在建立MyClass對象時m和n的初始化工作已經完成，它們的值已成事實，除非再次設定，否則不可改變了。

    MyClass myClass = new MyClass();      System.out.println(myClass.n);  //  輸出1      System.out.println(myClass.m);  //  仍然輸出0  

     對於靜態成員，仍然符合這一規則。  

    class MyClass {           static int method() {return n; }           static int m = method();  //  直接存取m，仍然會輸出0           static int n = 1;      }