面试题：Java类中成员变量与方法的作用域及初始化顺序

Question

在Java类中，成员变量有哪些作用域修饰符？它们的区别是什么？成员变量和局部变量在初始化顺序上有什么不同？请举例说明。

Answer 1

成员变量的作用域修饰符及区别

1. public
   • 作用域：对所有类可见。即任何其他类，无论在同一个包中还是在不同的包中，都可以访问被public修饰的成员变量。
   • 示例：

public class PublicClass {
    public int publicVariable;
}

在其他类中可以这样访问：

public class AnotherClass {
    public static void main(String[] args) {
        PublicClass pc = new PublicClass();
        pc.publicVariable = 10;
    }
}

2. private
   • 作用域：仅对本类可见。只有在定义该成员变量的类内部才能访问它，其他类无法直接访问。
   • 示例：

public class PrivateClass {
    private int privateVariable;
    public void setPrivateVariable(int value) {
        this.privateVariable = value;
    }
    public int getPrivateVariable() {
        return this.privateVariable;
    }
}

在其他类中不能直接访问privateVariable，只能通过PrivateClass提供的public方法来间接访问：

public class AnotherClass {
    public static void main(String[] args) {
        PrivateClass pc = new PrivateClass();
        pc.setPrivateVariable(10);
        int value = pc.getPrivateVariable();
    }
}

3. protected
   • 作用域：对本类、同一个包中的类以及不同包中的子类可见。
   • 示例：

package com.example;
public class ProtectedClass {
    protected int protectedVariable;
}

在同一个包中的类可以直接访问：

package com.example;
public class SamePackageClass {
    public static void main(String[] args) {
        ProtectedClass pc = new ProtectedClass();
        pc.protectedVariable = 10;
    }
}

不同包中的子类也可以访问：

package com.other;
import com.example.ProtectedClass;
public class SubClass extends ProtectedClass {
    public void accessProtectedVariable() {
        this.protectedVariable = 20;
    }
}

4. 默认（不写修饰符）
   • 作用域：对同一个包中的类可见，也称为包访问权限。不同包中的类，即使是子类也无法访问。
   • 示例：

package com.example;
class DefaultClass {
    int defaultVariable;
}

在同一个包中的类可以访问：

package com.example;
public class AnotherSamePackageClass {
    public static void main(String[] args) {
        DefaultClass dc = new DefaultClass();
        dc.defaultVariable = 10;
    }
}

成员变量和局部变量初始化顺序

1. 成员变量：在类实例化（创建对象）时初始化。如果没有显式初始化，会有默认值。例如，int类型默认值是0，boolean类型默认值是false，引用类型默认值是null等。
   • 示例：

public class MemberVariableExample {
    int memberInt; // 未显式初始化，默认值为0
    String memberString; // 未显式初始化，默认值为null
    public MemberVariableExample() {
        System.out.println("memberInt: " + memberInt);
        System.out.println("memberString: " + memberString);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new MemberVariableExample();
    }
}

2. 局部变量：在声明它的代码块被执行时初始化，并且必须显式初始化后才能使用，否则会编译错误。
   • 示例：

public class LocalVariableExample {
    public void printLocalVariable() {
        int localInt; // 声明局部变量
        // System.out.println(localInt); // 这里会编译错误，因为localInt未初始化
        localInt = 10; // 显式初始化
        System.out.println("localInt: " + localInt);
    }
    public static void main(String[] args) {
        LocalVariableExample lve = new LocalVariableExample();
        lve.printLocalVariable();
    }
}