final关键字详解

怼烎@ 2022-07-12 08:54 324阅读 0赞

根据上下文环境，Java的关键字final的含义存在着细微的区别，但通常它指的是“这是无法改变的。”不想做改变可能出于两种理由：设计或效率。

下面让我们从可能使用到final的三种情况：数据、方法和类来讨论一下。

# 一、final数据 #

对于基本类型，final是数值恒定不变；而对于对象引用，final使引用恒定不变。一旦引用被初始化指向一个对象，就无法再把它改为指向另一个对象。然而，对象其自身确实可以被修改的，Java并未提供使任何对象恒定不变的途径（但可以自己编写类以取得使对象恒定不变的结果）。

下面示范一下final域的情况：

class Value {
        int i;
    
        public Value(int i) {
            this.i = i;
        }
    }
    
    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;
        //根据惯例，既是static又是final的域，将用大写表示，并使用下划线分隔各个单词
        private static final int VALUE_TWO = 99;
        private 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};
    
        public String toString() {
            return id + ":" + "i4=" + i4 + ", INT_5 = " + INT_5;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            FinalData fd1 = new FinalData("fd1");
            fd1.v2.i++;
            fd1.v1 = new Value(9);
            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);
        }
    }

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

## 空白final ##

java允许生成“空白final”，所谓空白final是指被声明为final但又未给定初值的域。无论什么情况，编译器都确保空白final在使用前必须被初始化。如下例：

class Poppet {
        private int i;
    
        Poppet(int ii) {
            i = ii;
        }
    }
    
    public class BlankFinal {
    
        private final int i = 0;
        private final int j;
        private final Poppet p;
    
        //必须在构造器中初始化
        public BlankFinal() {
            j = 1;
            p = new Poppet(1);
        }
    
        public BlankFinal(int x) {
            j = x;
            p = new Poppet(x);//初始化引用
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            new BlankFinal();
            new BlankFinal(47);
        }
    }

必须在域的定义处或者每个构造器中用表达式对final进行赋值，这正是final域在使用前总是被初始化的原因所在。

## final参数 ##

java允许在参数列表中以声明的方式将参数指明为final，这也就是说我们无法再方法中更改参数引用所指向的对象。如下例：

class Gizmo {
        public void spin() {
        }
    }
    
    public class FinalArguments {
    
        void with(final Gizmo gizmo) {
    
        }
    
        void without(Gizmo gizmo) {
            gizmo = new Gizmo();
            gizmo.spin();
        }
    
        int gizmo(final int i) {
            return i + 1;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            FinalArguments fa = new FinalArguments();
            fa.without(null);
            fa.with(null);
        }
    }

# 二、final方法 #

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，确保在继承中使方法行为保持不变，并且不会被覆盖。

过去建议使用final方法的第二个原因是效率。在java早期实现中，如果将一个方法指明为final，就是同意编译器将针对该方法的所有调用都转为内嵌调用。但是在最近的java版本中，虚拟机可以探测到这些情况，并优化去掉这些效率反而降低的额外的内嵌调用，因此不能用final方法来优化了。

# 三、final类 #

当将某个类的整体定义为final时，就表明了我们不打算继承这个类，而且也不允许其他人这样做。或者说，出于某种考虑，我们对该类的设计永不需要做任何变动，或者出于安全的考虑，不希望它有子类。final类中的所有方法都隐式的制定为final的。