Java中final关键字的使用教程

final 具有“不可改变的”的含义,可以修饰 非抽象类、非抽象成员方法和变量。

    用 final 修饰的类不能被继承,没有子类。
    用 final 修饰的方法不能被子类的方法覆盖(重写)。
    用 final 修饰的变量表示常量,只能被赋一次值(声明变量的时候)。

注:

final 不能用来修饰构造方法,因为“方法覆盖”这一概念仅适用于类的成员方法,而不适用于类的构造方法,父类的构造方法和子类的构造方法之间不存在覆盖的关系,因此用final修饰构造方法没有任何意义。

父类中用 private 修饰的方法不能被子类的方法所覆盖,因此可以理解为 private 类型的方法默认是 final 类型的。

 final 类

把类定义为 final,使这个类不能被继承。具体使用场景如下:

    不是专门为继承而设计的类,类本身的方法之间有复杂的调用关系。如果随意创建这些类的子类,子类有可能会错误的修改了父类的实现细节。
    处于安全的原因,类的实现细节不允许在被扩展。
    在创建对象模型时,确信这个类不会再被扩展。

例如:JDK中的java.lang.String 类被定义为 final 类型。

public final class String{...}

final 方法

在某些情况下,出于安全原因,父类不允许子类覆盖某个方法,此时可以把这个方法声明为 final 类型。

例如:JDK中的java.lang.Object 类中,getClass()方法为 final 类型,而 equals() 方法不为 final 类型。

所有 Object 的子类都可以覆盖 equals() 方法,但不能覆盖 getClass() 方法。

final 变量

用 final 修饰的变量表示取值不会改变的常量。

例如:JDK中 java.lang.Integer 类中定义了两个常量。

public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;

public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;

final 变量具有以下特征:

final修饰符可以修饰静态变量、成员变量和局部变量,分别表示静态常量、实例常量和局部常量。

public class Demo{
  public static final int MAX_VALUE = 23;    //静态常量
  public static final int MIN_VALUE = 10;    //静态常量
  private final Date birthday = new Date();  //成员常量
}

静态常量一般以大写字母命名,单词之间以“_”符号分开。

final修饰的成员变量必须初始化。

public class FinalTest {
    final int a = 1;    //成员常量 默认初始化
    static final int b = 2;    //静态常量 默认初始化
    final int c;    //成员常量
    static final int d;    //静态常量
    
    public FinalTest(){
        c = 3;    //成员常量 未默认初始化,可在构造函数中初始化
    }
    
    static {
        d = 4;    //静态常量 未默认初始化,可在静态代码块中初始化
    }
}

final 变量只能赋一次值,如果将引用类型的变量用 final 修饰,该变量只能始终引用一个对象,但可以改变对象的内容。

public class FinalTest {
    String str = "";
    public void print(){
        System.out.println(str);
    }    
    public static void main(String[] args){
        final FinalTest finalTest = new FinalTest();
        finalTest.str = "xixihaha";
        finalTest.print();
    }
}

 

总结:

实际程序中,通过 final 修饰符来定义常量,目的为:提高程序的安全性;提高代码可维护性;提供代码可读性;

浅析Java中的final关键字

谈到final关键字,想必很多人都不陌生,在使用匿名内部类的时候可能会经常用到final关键字。另外,Java中的String类就是一个final类,那么今天我们就来了解final这个关键字的用法。

一.final关键字的基本用法

在Java中,final关键字可以用来修饰类、方法和变量(包括成员变量和局部变量)。下面就从这三个方面来了解一下final关键字的基本用法。

1.修饰类

当用final修饰一个类时,表明这个类不能被继承。也就是说,如果一个类你永远不会让他被继承,就可以用final进行修饰。final类中的成员变量可以根据需要设为final,但是要注意final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。

在使用final修饰类的时候,要注意谨慎选择,除非这个类真的在以后不会用来继承或者出于安全的考虑,尽量不要将类设计为final类。

2.修饰方法

下面这段话摘自《Java编程思想》第四版第143页:

“使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中,会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌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。“

因此,如果只有在想明确禁止 该方法在子类中被覆盖的情况下才将方法设置为final的。

注:类的private方法会隐式地被指定为final方法。

3.修饰变量

修饰变量是final用得最多的地方,也是本文接下来要重点阐述的内容。首先了解一下final变量的基本语法:

对于一个final变量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。

举个例子:

上面的一段代码中,对变量i和obj的重新赋值都报错了。

二.深入理解final关键字

在了解了final关键字的基本用法之后,这一节我们来看一下final关键字容易混淆的地方。

1.类的final变量和普通变量有什么区别?

当用final作用于类的成员变量时,成员变量(注意是类的成员变量,局部变量只需要保证在使用之前被初始化赋值即可)必须在定义时或者构造器中进行初始化赋值,而且final变量一旦被初始化赋值之后,就不能再被赋值了。

那么final变量和普通变量到底有何区别呢?下面请看一个例子:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        String a = "hello2"; 
        final String b = "hello";
        String d = "hello";
        String c = b + 2; 
        String e = d + 2;
        System.out.println((a == c));
        System.out.println((a == e));
    }
}

  

true
false

大家可以先想一下这道题的输出结果。为什么第一个比较结果为true,而第二个比较结果为fasle。这里面就是final变量和普通变量的区别了,当final变量是基本数据类型以及String类型时,如果在编译期间能知道它的确切值,则编译器会把它当做编译期常量使用。也就是说在用到该final变量的地方,相当于直接访问的这个常量,不需要在运行时确定。这种和C语言中的宏替换有点像。因此在上面的一段代码中,由于变量b被final修饰,因此会被当做编译器常量,所以在使用到b的地方会直接将变量b 替换为它的  值。而对于变量d的访问却需要在运行时通过链接来进行。想必其中的区别大家应该明白了,不过要注意,只有在编译期间能确切知道final变量值的情况下,编译器才会进行这样的优化,比如下面的这段代码就不会进行优化:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        String a = "hello2"; 
        final String b = getHello();
        String c = b + 2; 
        System.out.println((a == c));
 
    }
     
    public static String getHello() {
        return "hello";
    }
}

这段代码的输出结果为false。

2.被final修饰的引用变量指向的对象内容可变吗?

在上面提到被final修饰的引用变量一旦初始化赋值之后就不能再指向其他的对象,那么该引用变量指向的对象的内容可变吗?看下面这个例子:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        final MyClass myClass = new MyClass();
        System.out.println(++myClass.i);
 
    }
}
 
class MyClass {
    public int i = 0;
}

这段代码可以顺利编译通过并且有输出结果,输出结果为1。这说明引用变量被final修饰之后,虽然不能再指向其他对象,但是它指向的对象的内容是可变的。

3.final和static

很多时候会容易把static和final关键字混淆,static作用于成员变量用来表示只保存一份副本,而final的作用是用来保证变量不可变。看下面这个例子:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        MyClass myClass1 = new MyClass();
        MyClass myClass2 = new MyClass();
        System.out.println(myClass1.i);
        System.out.println(myClass1.j);
        System.out.println(myClass2.i);
        System.out.println(myClass2.j);
 
    }
}
 
class MyClass {
    public final double i = Math.random();
    public static double j = Math.random();
}

运行这段代码就会发现,每次打印的两个j值都是一样的,而i的值却是不同的。从这里就可以知道final和static变量的区别了。

4.匿名内部类中使用的外部局部变量为什么只能是final变量?

这个问题请参见《Java内部类详解》中的解释,在此处不再赘述。

5.关于final参数的问题

关于网上流传的”当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时,明确使用final进行声明,会防止你无意的修改而影响到调用方法外的变量“这句话,我个人理解这样说是不恰当的。
因为无论参数是基本数据类型的变量还是引用类型的变量,使用final声明都不会达到上面所说的效果。
看这个例子就清楚了:

上面这段代码好像让人觉得用final修饰之后,就不能在方法中更改变量i的值了。殊不知,方法changeValue和main方法中的变量i根本就不是一个变量,因为java参数传递采用的是值传递,对于基本类型的变量,相当于直接将变量进行了拷贝。所以即使没有final修饰的情况下,在方法内部改变了变量i的值也不会影响方法外的i。
再看下面这段代码:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        MyClass myClass = new MyClass();
        StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");
        myClass.changeValue(buffer);
        System.out.println(buffer.toString());
    }
}
 
class MyClass {
     
    void changeValue(final StringBuffer buffer) {
        buffer.append("world");
    }
}

运行这段代码就会发现输出结果为 helloworld。很显然,用final进行修饰并没有阻止在changeValue中改变buffer指向的对象的内容。有人说假如把final去掉了,万一在changeValue中让buffer指向了其他对象怎么办。有这种想法的朋友可以自己动手写代码试一下这样的结果是什么,如果把final去掉了,然后在changeValue中让buffer指向了其他对象,也不会影响到main方法中的buffer,原因在于java采用的是值传递,对于引用变量,传递的是引用的值,也就是说让实参和形参同时指向了同一个对象,因此让形参重新指向另一个对象对实参并没有任何影响。

所以关于网上流传的final参数的说法,我个人不是很赞同。

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时间: 2024-10-26 23:03:55

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