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2021
01-21

全面解析java final关键字

根据上下文环境，Java 的关键字 final 的含义有些微的不同，但通常它指的是“这是不能被改变的”。防止改变有两个原因：设计或效率。因为这两个原因相差很远，所以有可能误用关键字 final。

以下几节讨论了可能使用 final 的三个地方：数据、方法和类。

1）final 数据

对于编译时常量这种情况，编译器可以把常量带入计算中，可以减少了一些运行时的负担。在 Java 中，这类常量必须是基本类型，而且用关键字 final 修饰。你必须在定义常量的时候进行赋值。

带有恒定初始值的 final static 基本变量（即编译时常量）命名全部使用大写，单词之间用下划线分隔。

一个被 static 和 final 同时修饰的属性只会占用一段不能改变的存储空间。

当用 final 修饰对象引用而非基本类型时，

  • 对于基本类型，final 使数值恒定不变。
  • 对于对象引用，final 使引用恒定不变。

一旦引用被初始化指向了某个对象，它就不能改为指向其他对象。但是，对象本身是可以修改的，Java 没有提供将任意对象设为常量的方法。（你可以自己编写类达到使对象恒定不变的效果）这一限制同样适用数组，数组也是对象。

示例：

import java.util.*;

class Value {
  int i;
  Value(int i) {
    this.i = i;
  }
}

/**
 * @author Limh
 */
public class FinalData {
  private static Random rand = new Random(47);
  private String id;

  public FinalData(String id) {
    this.id = id;
  }
  private final int valueOne = 9;
  private static final int VALUE_TWO = 99;
  public static final int VALUE_THREE = 39;
  private final int i4 = rand.nextInt(20);
  static final int INT_5 = rand.nextInt(20);
  private Value v1 = new Value(11);
  private final Value v2 = new Value(22);
  private static final Value VAL_3 = new Value(33);
  private final int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

  @Override
  public String toString() {
    return id + ": " + "i4 = " + i4 + ", INT_5 = " + INT_5;
  }

  public static void main(String[] args) {
    FinalData fd1 = new FinalData("fd1");
    //v2=new Value(22);
    fd1.v2.i++;
    fd1.v1 = new Value(9);
    //a.length = 6
    for (int i = 0; i < fd1.a.length; i++) {
      fd1.a[i]++;
    }
    System.out.println(fd1);
    System.out.println("Creating new FinalData");
    FinalData fd2 = new FinalData("fd2");
    System.out.println(fd1);
    System.out.println(fd2);
  }
}

输出：

fd1: i4 = 15, INT_5 = 18
Creating new FinalData
fd1: i4 = 15, INT_5 = 18
fd2: i4 = 13, INT_5 = 18

因为第一个变量和第二个变量都是带有编译时值的 final 基本类型，它们都可用作编译时常量，没有多大区别。第三个变量是一种更加典型的常量定义的方式：public 意味着可以在包外访问，static 强调只有一个，final 说明是一个常量。

正如你在 main() 中所见，v2 是 final 的并不意味着你不能修改它的值。因为它是引用，所以只是说明它不能指向一个新的对象。

2）空白final

空白 final 指的是没有初始化值的 final 属性。

编译器确保空白 final 在使用前必须被初始化。这样既能使一个类的每个对象的 final 属性值不同，也能保持它的不变性。

你必须在定义时或在每个构造器中执行 final 变量的赋值操作。这保证了 final 属性在使用前已经被初始化过。

3）final参数

在参数列表中，将参数声明为 final 意味着在方法中不能改变参数指向的对象或基本变量：

class Gizmo {
  public void spin() {

  }
}

/**
 * @author Limh
 */
public class FinalArguments {
  void with(final Gizmo g) {
    //-g = new Gizmo(); 
    // Illegal -- g is final
  }

  void without(Gizmo g) {
    g = new Gizmo(); // OK -- g is not final
    g.spin();
  }

  //void f(final int i) { i++; } // Can't change
  // You can only read from a final primitive
  int g(final int i) {
    return i + 1;
  }

  public static void main(String[] args) {
    FinalArguments bf = new FinalArguments();
    bf.without(null);
    bf.with(null);
  }
}

4) final方法

使用 final 方法的原因有两个。

给方法上锁，防止子类通过覆写改变方法。这是出于继承的考虑，确保方法的行为不会因继承而改变。
只有在为了明确禁止覆写方法时才使用 final。

5) final和private

类中所有的 private 方法都隐式地指定为 final。因为不能访问 private 方法，所以不能覆写它。

6）final类

当说一个类是 final （final 关键字在类定义之前），就意味着它不能被继承。之所以这么做，是因为类的设计就是永远不需要改动，或者是出于安全考虑不希望它有子类。

由于 final 类禁止继承，类中所有的方法都被隐式地指定为 final，所以没有办法覆写它们。你可以在 final 类中的方法加上 final 修饰符，但不会增加任何意义。

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