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重新认识java（七） ---- final 关键字

2024-09-03 06:38:04   218人阅读

你总以为你会了，其实你只是一知半解。

final 关键字概览

final关键字可用于声明属性、方法、参数和类，分别表示属性不可变、方法不可覆盖、参数不可变和类不可以继承。

我们来分别看看它的用法。

final关键字是一个比较简单的知识点，所以这篇文章我写的比较舒服，你看着也比较舒服。因为，很简单呀~

final 属性

被final修饰的属性不可变。这种不可变的属性，我们可以称之为“常量”。这种常量大体上有两种表现形式。先来看下面的代码：

public class FinalAttribute {
    private final String attribute_a = "chengfan";

    public void test(){
        //attribute_a = "zhangbingxiao"; 不可以这样写
    }
}

这是最基本的final属性，在定义的时候初始化，并且在编译期值就已经确定，不能修改。

我们再来看一种：

public class FinalAttributeB {
    private final String attribute_b;

    public FinalAttributeB(String attribute_b){
        this.attribute_b = attribute_b;
    }

    public void test(){
        //attribute_b = "zhangbingxiao";
    }

    public void test(String attribute_b){
        //this.attribute_b = attribute_b;
    }
}

这种final属性在编译期间是无法确定属性值的，只有运行的时候才可以确定（通过构造器初始化属性）。同样，属性一经初始化后就不可以改变，所以下面的test方法都无法修改final属性。

上一篇文章中，我们讲了代码块，那么能不能使用代码块来初始化final属性呢？答案当然是可以的：

public class FinalAttributeB {
    private final String attribute_b;

    {
        attribute_b = "zhangbingxiao";
    }

    static {
        //attribute_b = "zhangbingxiao"; 
    }

//    public FinalAttributeB(String attribute_b){
//        this.attribute_b = attribute_b;
//    }

}

通过构造代码块初始化final属性也是可以的，但是这样就不能再使用构造函数初始化了，因为构造代码块先于构造函数执行。而final属性只能且必须初始化一次。

你可能发现了，我写了静态代码块，但是注释掉了。没错，因为静态代码块只能初始化静态属性，我们在文章最后再讨论它。

这种不在定义时初始化，而使用构造函数初始化的，也称为空白final变量。它为final在使用上提供了更大的灵活性，为此，一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同，却有保持其恒定不变的特征。

那除了构造函数，有没有别的方式也达到编译时初始化呢？当然有，比如你使用Random来初始化：

private final int attribute_c = new Random().nextInt();

这样你只有在运行的时候，才知道属性值是多少。

刚刚我们研究的都是基本数据类型，那么，引用数据类型呢？直接看代码：

public class FinalAttributeC {
    private final Person person = new Person("zhangbingxiao");

    public void change(){
        person.setName("chengfan");
        System.out.println(person.getName());
    }
   //public void change(Person p){
   //this.person = p;
   //}

    public static void main(String[] args) {
        new FinalAttributeC().change();
    }
}
//结果 ： chengfan

注释掉的代码是会报错的代码，也就是说引用类型person是不可以被修改的。从结果可以看出来，Person对象内部的属性被改变了。

所以，对于引用类型来说，引用本身是不可以改变得，但是引用指向的对象是可以改变的。

引用存在于栈中，而对象存在于堆中。引用的值是对象在堆中的地址。在本质上，final修饰的是引用，而不是对象。所以引用的那个地址不可以变，而和对象没多大关系。

举个简单的例子，一个人是一个对象，他会穿上衣，裤子，鞋子，这些事人这个对象的属性。而人的名字是引用。当你一生下来，名字确定（引用确定），你可以随便换衣服，但是你的名字还是那个。

我就举个例子，别和我抬杠。。什么可以去改名字，重名啥的。。你理解了final引用类型这个知识就好了。

final 方法

当一个方法声明为final时，该方法不能被任何子类重写，本类可以重载，但是子类可以使用这个方法。

public class FinalMethod {
    public final void test(){

    }

    public void test(int i){

    }
}

class Test extends FinalMethod{

    //public void test(){} 不可以重写

    @Override
    public void test(int i) {
        super.test(i);
    }
    public void test(int i,int j) {

    }
}

被final修饰的方法，不可以被重写。但是不影响本类的重载以及重载函数的重写。

这里有一种称为内联（inline）的机制，当调用一个被声明为final的方法时，直接将方法主体插入到调用处，而不是进行正常的方法调用（类似于c++的内联），这样有利于提高程序的效率。

但是如果方法过于庞大，可能看不到内联调用带来的任何性能提升。在最近的Java版本中，不需要使用final方法进行这些优化了。

final 参数

当一个方法的形参被final修饰的时候，这个参数在该方法内不可以被修改。

public class FinalParam {
    public void test(final int a ){
        //a = 10; 值不可以被修改
    }
    public void test(final Person p){
        //p = new Person("zhangbingxiao"); 引用本身不可以被修改
        p.setName("zhangbingxiao");  //引用所指向的对象可以被修改
    }
}

对于引用数据类型的修改规则同final属性一样。

final修饰参数在内部类中是非常有用的，在匿名内部类中，为了保持参数的一致性，若所在的方法的形参需要被内部类里面使用时，该形参必须为final。

这个知识会在讲解内部类的时候进行详细的讨论，感兴趣的可以先自行研究。

final修饰局部变量

final修饰局部变量时只能初始化(赋值)一次，可以不立即初始化。

public class StaticPartAttr {
    public void test(){
        final int a ;
        final int b = 2;

        a = 3;
        //a = 4;  报错  
        //b = 5;  报错
    }
}

被final修饰的局部变量，只能赋值一次。

你也可以一直不初始化，但是不不赋值，定义这个变量还有什么用呢？

final 类

被final修饰的类不可以被继承，所有方法不能被重写（废话，都不能继承了，哪来的重写）。但是这并不表示类内部的属性也是不可修改的，除非这个属性也被final修饰。这点在jdk里有很多应用，比如我们熟知的String，Integer等类都被final修饰。

final类有很多好处，譬如它们的对象是只读的，可以在多线程环境下安全的共享，不用额外的同步开销等等。

如何写一个不可变类呢？

  • 将类声明为final，所以它不能被继承
  • 将所有的成员声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员
  • 对变量不要提供setter方法
  • 将所有可变的成员声明为final，这样只能对它们赋值一次
  • 通过构造器初始化所有成员，进行深拷贝(deep copy)
  • 在getter方法中，不要直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝

详情—>丢个链接赶紧跑。

值得注意的是，一个类不可以既被abstract修饰又被final修饰。因为final类不可以被继承，而abstract类需要被继承。关于抽象类，我们会在下篇文章中详细讲解。

final 与 static

当final和static同时使用的时候，我们所熟知的“全局常量”就出现了：一个可以到处使用并且不可以改变的属性，比如我们熟知的Math.PI，Math.E。

上面我们说到了静态代码块初始化final变量的问题。

public class FinalStatic {
    private final static double PI = 3.14;
    private final static double E;
    private final static double C ; //这里会报错

    static {
        E = 2.71;
    }

    public FinalStatic(double c){
        C = c;
        //PI = C;   这里会报错
    }
}

对于静态final变量，我们可以直接初始化，或者使用静态代码块。而不可以使用构造函数或者构造代码块。

因为static要求在编译期间就确定值，然后放入静态区。而构造函数和构造代码块发生在运行期间。所以不存在空白静态final。

final和private

类中所有的private方法都隐式的指定为final的，由于无法取用private方法，所以也就无法覆盖它，可以对private方法添加final修饰符，但并没有添加任何额外意义。

总结

关于final的重要知识点

  • final关键字可以用于成员变量、本地变量、方法以及类。
  • final成员变量必须在声明的时候初始化或者在构造器中初始化，否则就会报编译错误。
  • 你不能够对final变量再次赋值。
  • 本地变量必须在声明时赋值。
  • 在匿名类中所有变量都必须是final变量。
  • final方法不能被重写。
  • final类不能被继承。
  • 接口中声明的所有变量本身是final的。
  • final和abstract这两个关键字是反相关的，final类就不可能是abstract的。
  • final方法在编译阶段绑定，称为静态绑定(static binding)。
  • 没有在声明时初始化final变量的称为空白final变量(blank final variable)，它们必须在构造器中或者代码块中初始化。
  • 将类、方法、变量声明为final能够提高性能，这样JVM就有机会进行估计，然后优化。
  • 按照Java代码惯例，final变量就是常量，而且通常常量名要大写。

本文内容到此结束。如果文章有错误或者你有更好的理解方式，请及时与我联系~欢迎指出错误，比较我也是个学习的人而不是大神。

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