Java 核心基礎精華：從物件初始化到異常處理的完整圖譜

一、物件初始化機制詳解

1.1 非靜態物件初始化順序

建立物件時，類別的所有資料成員優先初始化：

• 基本型別：int 預設為 0，boolean 為 false，引用型別為 null。
• 成員物件：按宣告順序遞迴初始化。
• 關鍵點：所有成員初始化完成 之後，才呼叫建構子執行邏輯。建構子的本質職責即是完成初始化收尾工作。

1.2 靜態成員初始化時機

• 主類別的 static 變數在 main 執行前初始化。
• 首次建立該類別實例時，所有靜態成員按宣告順序初始化（僅一次）。
• 首次存取該類別的靜態成員時（即使未建立實例），同樣觸發靜態初始化。

二、繼承體系下的初始化鏈路

採用「自上而下、靜態先於非靜態」原則：

1. 父類別靜態成員初始化（由基底類向下）。
2. 子類別靜態成員初始化。
3. 父類別非靜態成員初始化 → 呼叫父類別預設建構子（遞迴至 Object）。
4. 子類別非靜態成員初始化。
5. 呼叫子類別建構子本體。

注意：每層父類別的預設建構子呼叫前，會先完成該層的非靜態成員初始化。

三、建構子設計規範

• 類別可無建構子（編譯器提供無參預設），但若定義多載建構子，必須顯式保留無參建構子，否則子類別繼承時需強制呼叫父類特定建構子。
• 建構子間透過 this(...) 呼叫時，必須置於第一行，且每個建構子僅能呼叫一次其他建構子。

四、存取修飾符實戰速查

補充：private 建構子可實現單例模式或工廠模式，阻止外部直接 new 實例。

五、抽象類別與介面的核心契約

抽象類別

• 含 abstract 方法的類別必須宣告為 abstract。
• 不可實例化，但可包含非抽象方法與建構子（供子類呼叫）。
• 子類必須實作所有抽象方法，除非子類同為抽象類別。
• 抽象方法不可為 private（需被子類覆寫）。

介面

• 所有欄位隱含 public static final（常數），需顯式賦值。
• 所有方法隱含 public abstract（Java 8 前），實作類方法必須為 public。
• public 介面檔名需與介面名一致。
• 介面支援多重繼承（extends 多個介面）。

六、final 關鍵字的三重語義

1. 變數：引用不可變，但物件內部狀態仍可修改。必須在宣告或建構子中初始化（空白 final）。
2. 方法：禁止覆寫（override），可被多載（overload）。
3. 類別：禁止繼承，所有方法隱含 final，但欄位不強制。

七、內部類別與巢狀類別進階

• 成員內部類：持有外部實例引用，可存取外部 private 成員。建立語法：Outer.Inner in = outer.new Inner()。
• 靜態巢狀類：無外部引用，類似 C++ 巢狀類。可包含靜態成員與靜態內部類。
• 區域內部類：定義於方法/區塊內，作用域侷限於該區塊，可存取 final 或 effectively final 區域變數。
• 匿名內部類：無名稱、無建構子，常用於事件監聽器、策略模式實作。可用實例初始化區塊替代建構子。

八、異常體系核心原則

除 RuntimeException 及其子類（非受檢異常）外，所有異常必須 捕獲 或 拋出宣告（throws）。這是 Java 強制錯誤處理的基石機制。