重新認(rèn)識java(七) ---- final 關(guān)鍵字

你總以為你會了,其實(shí)你只是一知半解。

final 關(guān)鍵字概覽

final關(guān)鍵字可用于聲明屬性、方法、參數(shù)和類,分別表示屬性不可變、方法不可覆蓋、參數(shù)不可變和類不可以繼承。

我們來分別看看它的用法。

final關(guān)鍵字是一個比較簡單的知識點(diǎn),所以這篇文章我寫的比較舒服,你看著也比較舒服。因?yàn)?,很簡單呀~

final 屬性

被final修飾的屬性不可變。這種不可變的屬性,我們可以稱之為“常量”。這種常量大體上有兩種表現(xiàn)形式。先來看下面的代碼:

public class FinalAttribute {
    private final String attribute_a = "chengfan";
   
    public void test(){
        //attribute_a = "zhangbingxiao"; 不可以這樣寫
    }
}

這是最基本的final屬性,在定義的時(shí)候初始化,并且在編譯期值就已經(jīng)確定,不能修改。

我們再來看一種:

public class FinalAttributeB {
    private final String attribute_b;
    
    public FinalAttributeB(String attribute_b){
        this.attribute_b = attribute_b;
    }
    
    public void test(){
        //attribute_b = "zhangbingxiao";
    }
    
    public void test(String attribute_b){
        //this.attribute_b = attribute_b;
    }
}

這種final屬性在編譯期間是無法確定屬性值的,只有運(yùn)行的時(shí)候才可以確定(通過構(gòu)造器初始化屬性)。同樣,屬性一經(jīng)初始化后就不可以改變,所以下面的test方法都無法修改final屬性。

上一篇文章中,我們講了代碼塊,那么能不能使用代碼塊來初始化final屬性呢?答案當(dāng)然是可以的:

public class FinalAttributeB {
    private final String attribute_b;

    {
        attribute_b = "zhangbingxiao";
    }
    
    static {
        //attribute_b = "zhangbingxiao"; 
    }

//    public FinalAttributeB(String attribute_b){
//        this.attribute_b = attribute_b;
//    }
    
}

通過構(gòu)造代碼塊初始化final屬性也是可以的,但是這樣就不能再使用構(gòu)造函數(shù)初始化了,因?yàn)闃?gòu)造代碼塊先于構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行。而final屬性只能且必須初始化一次。

你可能發(fā)現(xiàn)了,我寫了靜態(tài)代碼塊,但是注釋掉了。沒錯,因?yàn)殪o態(tài)代碼塊只能初始化靜態(tài)屬性,我們在文章最后再討論它。

這種不在定義時(shí)初始化,而使用構(gòu)造函數(shù)初始化的,也稱為空白final變量。它為final在使用上提供了更大的靈活性,為此,一個類中的final數(shù)據(jù)成員就可以實(shí)現(xiàn)依對象而有所不同,卻有保持其恒定不變的特征。

那除了構(gòu)造函數(shù),有沒有別的方式也達(dá)到編譯時(shí)初始化呢?當(dāng)然有,比如你使用Random來初始化:

private final int attribute_c = new Random().nextInt();

這樣你只有在運(yùn)行的時(shí)候,才知道屬性值是多少。

剛剛我們研究的都是基本數(shù)據(jù)類型,那么,引用數(shù)據(jù)類型呢?直接看代碼:

public class FinalAttributeC {
    private final Person person = new Person("zhangbingxiao");

    public void change(){
        person.setName("chengfan");
        System.out.println(person.getName());
    }
   //public void change(Person p){
   //this.person = p;
   //}

    public static void main(String[] args) {
        new FinalAttributeC().change();
    }
}
//結(jié)果 : chengfan

注釋掉的代碼是會報(bào)錯的代碼,也就是說引用類型person是不可以被修改的。從結(jié)果可以看出來,Person對象內(nèi)部的屬性被改變了。

所以,對于引用類型來說,引用本身是不可以改變得,但是引用指向的對象是可以改變的。

引用存在于棧中,而對象存在于堆中。引用的值是對象在堆中的地址。在本質(zhì)上,final修飾的是引用,而不是對象。所以引用的那個地址不可以變,而和對象沒多大關(guān)系。

舉個簡單的例子,一個人是一個對象,他會穿上衣,褲子,鞋子,這些事人這個對象的屬性。而人的名字是引用。當(dāng)你一生下來,名字確定(引用確定),你可以隨便換衣服,但是你的名字還是那個。

我就舉個例子,別和我抬杠。。什么可以去改名字,重名啥的。。你理解了final引用類型這個知識就好了。

final 方法

當(dāng)一個方法聲明為final時(shí),該方法不能被任何子類重寫,本類可以重載,但是子類可以使用這個方法。

public class FinalMethod {
    public final void test(){

    }

    public void test(int i){

    }
}

class Test extends FinalMethod{

    //public void test(){} 不可以重寫

    @Override
    public void test(int i) {
        super.test(i);
    }
    public void test(int i,int j) {
        
    }
}

被final修飾的方法,不可以被重寫。但是不影響本類的重載以及重載函數(shù)的重寫。

這里有一種稱為內(nèi)聯(lián)(inline)的機(jī)制,當(dāng)調(diào)用一個被聲明為final的方法時(shí),直接將方法主體插入到調(diào)用處,而不是進(jìn)行正常的方法調(diào)用(類似于c++的內(nèi)聯(lián)),這樣有利于提高程序的效率。

但是如果方法過于龐大,可能看不到內(nèi)聯(lián)調(diào)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(jìn)行這些優(yōu)化了。

final 參數(shù)

當(dāng)一個方法的形參被final修飾的時(shí)候,這個參數(shù)在該方法內(nèi)不可以被修改。

public class FinalParam {
    public void test(final int a ){
        //a = 10; 值不可以被修改
    }
    public void test(final Person p){
        //p = new Person("zhangbingxiao"); 引用本身不可以被修改
        p.setName("zhangbingxiao");  //引用所指向的對象可以被修改
    }
}

對于引用數(shù)據(jù)類型的修改規(guī)則同final屬性一樣。

final修飾參數(shù)在內(nèi)部類中是非常有用的,在匿名內(nèi)部類中,為了保持參數(shù)的一致性,若所在的方法的形參需要被內(nèi)部類里面使用時(shí),該形參必須為final。

這個知識會在講解內(nèi)部類的時(shí)候進(jìn)行詳細(xì)的討論,感興趣的可以先自行研究。

final修飾局部變量

final修飾局部變量時(shí)只能初始化(賦值)一次,可以不立即初始化。

public class StaticPartAttr {
    public void test(){
        final int a ;
        final int b = 2;
        
        a = 3;
        //a = 4;  報(bào)錯  
        //b = 5;  報(bào)錯
    }
}

被final修飾的局部變量,只能賦值一次。

你也可以一直不初始化,但是不不賦值,定義這個變量還有什么用呢?

final 類

被final修飾的類不可以被繼承,所有方法不能被重寫(廢話,都不能繼承了,哪來的重寫)。但是這并不表示類內(nèi)部的屬性也是不可修改的,除非這個屬性也被final修飾。這點(diǎn)在jdk里有很多應(yīng)用,比如我們熟知的String,Integer等類都被final修飾。

final類有很多好處,譬如它們的對象是只讀的,可以在多線程環(huán)境下安全的共享,不用額外的同步開銷等等。

如何寫一個不可變類呢?

  • 將類聲明為final,所以它不能被繼承
  • 將所有的成員聲明為私有的,這樣就不允許直接訪問這些成員
  • 對變量不要提供setter方法
  • 將所有可變的成員聲明為final,這樣只能對它們賦值一次
  • 通過構(gòu)造器初始化所有成員,進(jìn)行深拷貝(deep copy)
  • 在getter方法中,不要直接返回對象本身,而是克隆對象,并返回對象的拷貝

詳情--->丟個鏈接趕緊跑。

值得注意的是,一個類不可以既被abstract修飾又被final修飾。因?yàn)閒inal類不可以被繼承,而abstract類需要被繼承。關(guān)于抽象類,我們會在下篇文章中詳細(xì)講解。

**final 與 static **

當(dāng)final和static同時(shí)使用的時(shí)候,我們所熟知的“全局常量”就出現(xiàn)了:一個可以到處使用并且不可以改變的屬性,比如我們熟知的Math.PI,Math.E。

上面我們說到了靜態(tài)代碼塊初始化final變量的問題。

public class FinalStatic {
    private final static double PI = 3.14;
    private final static double E;
    private final static double C ; //這里會報(bào)錯
    
    static {
        E = 2.71;
    }
    
    public FinalStatic(double c){
        C = c;
        //PI = C;   這里會報(bào)錯
    }
}

對于靜態(tài)final變量,我們可以直接初始化,或者使用靜態(tài)代碼塊。而不可以使用構(gòu)造函數(shù)或者構(gòu)造代碼塊。

因?yàn)閟tatic要求在編譯期間就確定值,然后放入靜態(tài)區(qū)。而構(gòu)造函數(shù)和構(gòu)造代碼塊發(fā)生在運(yùn)行期間。所以不存在空白靜態(tài)final。

final和private

類中所有的private方法都隱式的指定為final的,由于無法取用private方法,所以也就無法覆蓋它,可以對private方法添加final修飾符,但并沒有添加任何額外意義。

總結(jié)

關(guān)于final的重要知識點(diǎn)

  • final關(guān)鍵字可以用于成員變量、本地變量、方法以及類。
  • final成員變量必須在聲明的時(shí)候初始化或者在構(gòu)造器中初始化,否則就會報(bào)編譯錯誤。
  • 你不能夠?qū)inal變量再次賦值。
  • 本地變量必須在聲明時(shí)賦值。
  • 在匿名類中所有變量都必須是final變量。
  • final方法不能被重寫。
  • final類不能被繼承。
  • 接口中聲明的所有變量本身是final的。
  • final和abstract這兩個關(guān)鍵字是反相關(guān)的,final類就不可能是abstract的。
  • final方法在編譯階段綁定,稱為靜態(tài)綁定(static binding)。
  • 沒有在聲明時(shí)初始化final變量的稱為空白final變量(blank final variable),它們必須在構(gòu)造器中或者代碼塊中初始化。
  • 將類、方法、變量聲明為final能夠提高性能,這樣JVM就有機(jī)會進(jìn)行估計(jì),然后優(yōu)化。
  • 按照J(rèn)ava代碼慣例,final變量就是常量,而且通常常量名要大寫。

本文內(nèi)容到此結(jié)束。如果文章有錯誤或者你有更好的理解方式,請及時(shí)與我聯(lián)系~歡迎指出錯誤,比較我也是個學(xué)習(xí)的人而不是大神。

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