【java中的final關鍵字】

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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為final，但是要注意final類中的所有成員方法都會被隱式地指定為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后不會用來繼承或者出於安全的考慮，盡量不要將類設計為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方法轉為內嵌調用。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為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“最后的、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：因為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為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為final方法。）

public class B extends A {

    public static void main(String[] args) {

    }

    public void getName() {
        
    }
}

class A {

    /**
     * 因為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() {
        
    }

    /* 因為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() {
    
    }
    */
}

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，賦值后值不再改變。

　　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后便不能發生變化；如果final修飾一個引用類型時，則在對其初始化之后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，因為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。這里有兩種初始化方式，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為final時，說明該參數是只讀型的。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

在了解了final關鍵字的基本用法之后，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么區別？

     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后，就不能再被賦值了。

     那么final變量和普通變量到底有何區別呢？下面請看一個例子：

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)); 
    } 
}

輸出結果：true、false
     大家可以先想一下這道題的輸出結果。為什么第一個比較結果為true，而第二個比較結果為fasle。這里面就是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 替換為它的值。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，編譯器才會進行這樣的優化，比如下面的這段代碼就不會進行優化：

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"; 
    } 
}

這段代碼的輸出結果為false。這里要注意一點就是：不要以為某些數據是final就可以在編譯期知道其值，通過變量b我們就知道了，在這里是使用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后就不能再指向其他的對象，那么該引用變量指向的對象的內容可變嗎？看下面這個例子：

 

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; 
}

這段代碼可以順利編譯通過並且有輸出結果，輸出結果為1。這說明引用變量被final修飾之后，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：

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);
    }
}

上面這段代碼changeValue方法中的參數i用final修飾之后，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，因為java參數傳遞采用的是值傳遞，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。（所以這種添加final的形式意義不是很大）。

再看下面這段代碼：

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");
    }
}

運行這段代碼就會發現輸出結果為 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：

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);
    }
}

運行結果：

hiworld
hello

從運行結果可以看出，將final去掉后，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采用的是值傳遞，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。