final關鍵字

談到final關鍵字,想必很多人都不陌生,在使用匿名內部類的時候可能會經常用到final關鍵字。另外,Java中的String類就是一個final類,那麼今天我們就來了解final這個關鍵字的用法。

一、final關鍵字的基本用法

在Java中,final關鍵字可以用來修飾類、方法和變量(包括成員變量和局部變量)。下面就從這三個方面來了解一下final關鍵字的基本用法。

1、修飾類

當用final修飾一個類時,表明這個類不能被繼承。也就是說,如果一個類你永遠不會讓他被繼承,就可以用final進行修飾。final類中的成員變量可以根據需要設爲final,但是要注意final類中的所有成員方法都會被隱式地指定爲final方法。

在使用final修飾類的時候,要注意謹慎選擇,除非這個類真的在以後不會用來繼承或者出於安全的考慮,儘量不要將類設計爲final類。

2、修飾方法

 下面這段話摘自《Java編程思想》第四版第143頁:

“使用final方法的原因有兩個。第一個原因是把方法鎖定,以防任何繼承類修改它的含義;第二個原因是效率。在早期的Java實現版本中,會將final方法轉爲內嵌調用。但是如果方法過於龐大,可能看不到內嵌調用帶來的任何性能提升。在最近的Java版本中,不需要使用final方法進行這些優化了。“

因此,如果只有在想明確禁止 該方法在子類中被覆蓋的情況下才將方法設置爲final的。即父類的final方法是不能被子類所覆蓋的,也就是說子類是不能夠存在和父類一模一樣的方法的。

 final修飾的方法表示此方法已經是“最後的、最終的”含義,亦即此方法不能被重寫(可以重載多個final修飾的方法)。此處需要注意的一點是:因爲重寫的前提是子類可以從父類中繼承此方法,如果父類中final修飾的方法同時訪問控制權限爲private,將會導致子類中不能直接繼承到此方法,因此,此時可以在子類中定義相同的方法名和參數,此時不再產生重寫與final的矛盾,而是在子類中重新定義了新的方法。(注:類的private方法會隱式地被指定爲final方法。)

複製代碼
public class B extends A {

public static void main(String[] args) {

}

public void getName() {
    
}

}

class A {

/**
 * 因爲private修飾,子類中不能繼承到此方法,因此,子類中的getName方法是重新定義的、
 * 屬於子類本身的方法,編譯正常
 */
private final void getName() {
    
}

/* 因爲pblic修飾,子類可以繼承到此方法,導致重寫了父類的final方法,編譯出錯
public final void getName() {

}
*/

}
複製代碼
3、修飾變量
修飾變量是final用得最多的地方,也是本文接下來要重點闡述的內容。

  final成員變量表示常量,只能被賦值一次,賦值後值不再改變。

當final修飾一個基本數據類型時,表示該基本數據類型的值一旦在初始化後便不能發生變化;如果final修飾一個引用類型時,則在對其初始化之後便不能再讓其指向其他對象了,但該引用所指向的對象的內容是可以發生變化的。本質上是一回事,因爲引用的值是一個地址,final要求值,即地址的值不發生變化。

final修飾一個成員變量(屬性),必須要顯示初始化。這裏有兩種初始化方式,一種是在變量聲明的時候初始化;第二種方法是在聲明變量的時候不賦初值,但是要在這個變量所在的類的所有的構造函數中對這個變量賦初值。

當函數的參數類型聲明爲final時,說明該參數是隻讀型的。即你可以讀取使用該參數,但是無法改變該參數的值。

  舉個例子:



 上面的一段代碼中,對變量i和obj的重新賦值都報錯了。

二、深入理解final關鍵字

在瞭解了final關鍵字的基本用法之後,這一節我們來看一下final關鍵字容易混淆的地方。

1、類的final變量和普通變量有什麼區別?

 當用final作用於類的成員變量時,成員變量(注意是類的成員變量,局部變量只需要保證在使用之前被初始化賦值即可)必須在定義時或者構造器中進行初始化賦值,而且final變量一旦被初始化賦值之後,就不能再被賦值了。

 那麼final變量和普通變量到底有何區別呢?下面請看一個例子:

複製代碼
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));
}
}
複製代碼
輸出結果:true、false
大家可以先想一下這道題的輸出結果。爲什麼第一個比較結果爲true,而第二個比較結果爲fasle。這裏面就是final變量和普通變量的區別了,當final變量是基本數據類型以及String類型時,如果在編譯期間能知道它的確切值,則編譯器會把它當做編譯期常量使用。也就是說在用到該final變量的地方,相當於直接訪問的這個常量,不需要在運行時確定。這種和C語言中的宏替換有點像。因此在上面的一段代碼中,由於變量b被final修飾,因此會被當做編譯器常量,所以在使用到b的地方會直接將變量b 替換爲它的值。而對於變量d的訪問卻需要在運行時通過鏈接來進行。想必其中的區別大家應該明白了,不過要注意,只有在編譯期間能確切知道final變量值的情況下,編譯器纔會進行這樣的優化,比如下面的這段代碼就不會進行優化:

複製代碼
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"; 
} 

}
複製代碼
這段代碼的輸出結果爲false。這裏要注意一點就是:不要以爲某些數據是final就可以在編譯期知道其值,通過變量b我們就知道了,在這裏是使用getHello()方法對其進行初始化,他要在運行期才能知道其值。

2、被final修飾的引用變量指向的對象內容可變嗎?

在上面提到被final修飾的引用變量一旦初始化賦值之後就不能再指向其他的對象,那麼該引用變量指向的對象的內容可變嗎?看下面這個例子:

複製代碼
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;
}
複製代碼
這段代碼可以順利編譯通過並且有輸出結果,輸出結果爲1。這說明引用變量被final修飾之後,雖然不能再指向其他對象,但是它指向的對象的內容是可變的。

3、final參數的問題

 在實際應用中,我們除了可以用final修飾成員變量、成員方法、類,還可以修飾參數、若某個參數被final修飾了,則代表了該參數是不可改變的。如果在方法中我們修改了該參數,則編譯器會提示你:The final local variable i cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment。看下面的例子:

複製代碼
public class TestFinal {

public static void main(String[] args){
    TestFinal testFinal = new TestFinal();
    int i = 0;
    testFinal.changeValue(i);
    System.out.println(i);
    
}

public void changeValue(final int i){
    //final參數不可改變
    //i++;
    System.out.println(i);
}

}
複製代碼
上面這段代碼changeValue方法中的參數i用final修飾之後,就不能在方法中更改變量i的值了。值得注意的一點,方法changeValue和main方法中的變量i根本就不是一個變量,因爲java參數傳遞採用的是值傳遞,對於基本類型的變量,相當於直接將變量進行了拷貝。所以即使沒有final修飾的情況下,在方法內部改變了變量i的值也不會影響方法外的i。

再看下面這段代碼:

複製代碼
public class TestFinal {

public static void main(String[] args){
    TestFinal testFinal = new TestFinal();
    StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");
    testFinal.changeValue(buffer);
    System.out.println(buffer);
    
}

public void changeValue(final StringBuffer buffer){
    //final修飾引用類型的參數,不能再讓其指向其他對象,但是對其所指向的內容是可以更改的。
    //buffer = new StringBuffer("hi");
    buffer.append("world");
}

}
複製代碼
運行這段代碼就會發現輸出結果爲 helloworld。很顯然,用final進行修飾雖不能再讓buffer指向其他對象,但對於buffer指向的對象的內容是可以改變的。現在假設一種情況,如果把final去掉,結果又會怎樣?看下面的代碼:

複製代碼
public class TestFinal {

public static void main(String[] args){
    TestFinal testFinal = new TestFinal();
    StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");
    testFinal.changeValue(buffer);
    System.out.println(buffer);
    
}

public void changeValue(StringBuffer buffer){
    //buffer重新指向另一個對象
    buffer = new StringBuffer("hi");
    buffer.append("world");
    System.out.println(buffer);
}

}
複製代碼
運行結果:

hiworld
hello
從運行結果可以看出,將final去掉後,同時在changeValue中讓buffer指向了其他對象,並不會影響到main方法中的buffer,原因在於java採用的是值傳遞,對於引用變量,傳遞的是引用的值,也就是說讓實參和形參同時指向了同一個對象,因此讓形參重新指向另一個對象對實參並沒有任何影響。

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