当我在类的构造函数中声明并初始化字段时，为什么它们被初始化为 null 或默认值零？

_{This is meant to be a canonical question and answer for similar questions where the issue is a result of shadowing.}

我在我的类中定义了两个字段，一个是引用类型，另一个是原始类型。在类的构造函数中，我尝试将它们初始化为一些自定义值。

当我稍后查询这些字段的值时，它们会返回 Java 的默认值，null为引用类型，0 为原始类型。为什么会发生这种情况？

这是一个可重现的示例：

public class Sample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        StringArray array = new StringArray();
        System.out.println(array.getCapacity()); // prints 0
        System.out.println(array.getElements()); // prints null
    }
}

class StringArray {
    private String[] elements;
    private int capacity;
    public StringArray() {
        int capacity = 10;
        String[] elements;
        elements = new String[capacity];
    }
    public int getCapacity() {
        return capacity;
    }
    public String[] getElements() {
        return elements;
    }
}

我期望getCapacity()返回值 10 和getElements()返回一个正确初始化的数组实例。

Java 程序中定义的实体（包、类型、方法、变量等）有names http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-6.html#jls-6.2。它们用于引用程序其他部分中的实体。

Java 语言定义了一个scope http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-6.html#jls-6.3对于每个名字

The scope声明的区域是程序的区域，其中 声明所声明的实体可以使用 简单的名称，只要它是可见的（第 6.4.1 节）。

换句话说，scope是一个编译时概念，它确定名称可用于引用某些程序实体的位置。

您发布的程序有多个声明。让我们从

private String[] elements;
private int capacity;

这些都是field http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-8.html#jls-8.3声明，也称为实例变量 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-8.html#jls-8.3.1.1， IE。在 a 中声明的成员类型类体 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-8.html#jls-8.1.6。 Java 语言规范指出

成员声明的范围m在 a 中声明或继承 班级类型C（§8.1.6）是整个主体C，包括任何嵌套的 类型声明。

这意味着您可以使用这些名称elements and capacity的体内StringArray来引用这些字段。

构造函数主体中的前两个语句

public StringArray() {
    int capacity = 10;
    String[] elements;
    elements = new String[capacity];
}

实际上是局部变量声明语句 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-14.html#jls-14.4

A 局部变数声明语句声明一个或多个局部变量名。

这两条语句在您的程序中引入了两个新名称。碰巧这些名称与您的字段名称相同。在您的示例中，局部变量声明为capacity还包含一个初始化程序初始化该局部变量，不是同名字段。您的字段名为capacity被初始化为默认值 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-4.html#jls-4.12.5对于它的类型，即。价值0.

案例为elements有点不同。局部变量声明语句引入了新的名称，但是局部变量声明语句又如何呢？赋值表达式 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.26?

elements = new String[capacity];

实体是什么elements指的是？

的规则scope state

一的范围局部变数块中的声明 (§14.4) 是 声明出现的块的其余部分，从其开始 自己的初始化程序，并在右侧包含任何进一步的声明符 局部变量声明语句。

在本例中，块是构造函数主体。但构造函数主体是主体的一部分StringArray，这意味着字段名称也在范围内。那么Java如何确定你所指的内容呢？

Java引入了这个概念影子 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-6.html#jls-6.3消除歧义。

某些声明的部分范围可能会被另一个声明所遮蔽 声明相同的名称，在这种情况下不能使用简单的名称 用于引用声明的实体。

(a 简单的名字是单个标识符，例如elements.)

该文档还指出

一份声明d of a 局部变数或名为的异常参数n shadows，在整个范围内d, (a) 任何其他人的声明 字段命名n在该点的范围内d occurs，和（b） 任何其他名为的变量的声明n范围内的 的点d发生但未在最内部类中声明 其中d被宣布。

这意味着名为的局部变量elements优先于名为的字段elements。表达方式

elements = new String[capacity];

因此初始化局部变量，而不是字段。该字段被初始化为默认值 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-4.html#jls-4.12.5对于它的类型，即。价值null.

在你的方法中getCapacity and getElements，您在各自的名称中使用的名称return语句引用这些字段，因为它们的声明是程序中该特定点的范围内的唯一声明。由于字段被初始化为0 and null，这些是返回的值。

解决方案是完全摆脱局部变量声明，因此让名称引用实例变量，正如您最初想要的那样。例如

public StringArray() {
    capacity = 10;
    elements = new String[capacity];
}

使用构造函数参数进行遮蔽

与上述情况类似，您可能有形式（构造函数或方法）参数 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-8.html#jls-8.4.1遮蔽同名字段。例如

public StringArray(int capacity) {
    capacity = 10; 
}

影子规则状态

一份声明d名为的字段或形式参数n阴影， 整个范围内d，任何其他变量的声明 命名的n在该点的范围内d occurs.

在上面的例子中，构造函数参数的声明capacity隐藏实例变量的声明，也命名为capacity。因此不可能用简单的名称来引用实例变量。在这种情况下，我们需要用它的引用来引用它合格名称 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-6.html#jls-6.5.6.2.

限定名称由名称、“.”组成。令牌和标识符。

在这种情况下，我们可以使用主要表达this http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.8.3作为一个字段访问表达式 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.11.1来引用实例变量。例如

public StringArray(int capacity) {
    this.capacity = 10; // to initialize the field with the value 10
    // or
    this.capacity = capacity; // to initialize the field with the value of the constructor argument
}

有影子每个规则变量的种类 http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-4.html#jls-4.12.3、方法和类型。

我的建议是您尽可能使用唯一的名称，以便完全避免这种行为。