• java中的final关键字


    1什么是final变量

    凡是对成员变量或者本地变量声明为final的变量都称为final变量.final变量经常和static变量一起使用作为常量.final变量是只读的。

    public static final String LOAN = "loan";
    LOAN = new String("loan") //invalid compilation error
    2什么是final方法
    final也可以声明方法,方法前面加上final关键字,代表这个方法不可以被子类的方法重写。如果你认为一个方法的功能已经足够完整了,子类中不需要改变的话,你可以声明此方法为final。final方法比非final方法要快,因为在编译的时候已经静态绑定了,不需要在运行时再动态绑定。下面是final方法的例子:
    class PersonalLoan{
        public final String getName(){
            return "personal loan";
        }
    }
     
    class CheapPersonalLoan extends PersonalLoan{
        @Override
        public final String getName(){
            return "cheap personal loan"; //compilation error: overridden method is final
        }
    }
    3什么是final类?
    使用final来修饰的类叫作final类。final类通常功能是完整的,它们不能被继承。Java中有许多类是final的,譬如String, Interger以及其他包装类。下面是final类的实例:
    final class PersonalLoan{
        }
        class CheapPersonalLoan extends PersonalLoan{  //compilation error: cannot inherit from final class
    }
     

    final关键字的好处

    下面总结了一些使用final关键字的好处

    1. final关键字提高了性能。JVM和Java应用都会缓存final变量。
    2. final变量可以安全的在多线程环境下进行共享,而不需要额外的同步开销。
    3. 使用final关键字,JVM会对方法、变量及类进行优化。

    不可变类

    创建不可变类要使用final关键字。不可变类是指它的对象一旦被创建了就不能被更改了。String是不可变类的代表。不可变类有很多好处,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。

    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。下面是本文的目录大纲:

      一.final关键字的基本用法

      二.深入理解final关键字

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    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:

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    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:

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    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:

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    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:

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    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?

      这个问题请参见上一篇博文中《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:

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    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。

    参考资料:

      《Java编程思想》

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