[整理]Java中final的意义

1、如果一个数据既是static又是final,那么它会拥有一块无法改变的存储空间。

2、final data: 当final用于基本数据类型时,final让其值(value)保持不变,但是当用于object reference时,final仅让reference保持不变。也就是说当reference一旦被初始化用于代表某个对象时,便再也不能改变指向另一个对象,但对象本身的内容确实可以改变的。final对array的作用和对reference的作用一样。参考以下例子:

public class Test1{
    private final int li_int=12;
    private final InClass inClass1=new InClass(5);
    private final InClass inClass2=new InClass(8);
    public void modifiedFinal(int a){
    //下面语句出现编译错误,不能修改final基本类型的值
    //li_int = a;
    //下面语句出现编译错误,不能将已经初始化的final变量指向另一个对象
    //inClass1=inClass2;
    //下面语句成功,虽然引用不能改变但final变量引用的对象本身内容是可以改变的
    inClass1.mod(a);
}
class InClass{
  int li_a=0;
  public InClass(int a){
   li_a=a;
  }
  public int mod(int b){
   li_a=b;
   return li_a;
  }
}
public static void main(String args[]){
  Test1 test1=new Test1();
  test1.modifiedFinal(100);
  System.out.println(test1.inClass1.li_a);
}
}

3、blank finals:java允许将数据成员声明为final,却不赋初值。但是,blank finals必须在使用之前初始化,且必须在构造函数中初始化。请参考以下例子:

public class Test2{
//final变量一开始允许不赋值
private final int li_int;
public Test2(int a){
  //下面语句编译通过,对定义为空的final变量的赋值必须在构造方法中进行,而且必须要赋值,不赋值也报错
  li_int = a;
}
public int mod(int a){
  //下面语句编译出错,对定义为空的final变量的赋值必须在构造方法中进行
  //li_int = a;
  return li_int;
}
}

4、final arguments: 声明arguments为final,可以保证该argument不能再被指向它处,当argment是基本数据类型时,就意味着值不能改变。参考以下例子:

public class Test3{
private  int li_int=12;
private  InClass inClass1=new InClass(5);
private  InClass inClass2=new InClass(8);
public void modifiedFinal(final int a,final InClass in){
  //下面语句出现编译错误,不能修改final基本类型的值
  //a = 15;
  //下面语句出现编译错误,不能将已经初始化的final变量指向另一个对象
  //in=inClass2;
  //下面语句成功,虽然引用不能改变但final变量引用的对象本身内容是可以改变的
  in.mod(a);
}
class InClass{
  int li_a=0;
  public InClass(int a){
   li_a=a;
  }
  public int mod(int b){
   li_a=b;
   return li_a;
  }
}
public static void main(String args[]){
  int a=100;
  //内部类初始化
  Test3 test3=new Test3();
  Test3.InClass in=test3.new InClass(30);
  System.out.println(in.li_a);
  test3.modifiedFinal(a,in);
  System.out.println(in.li_a);
}
}

5、final methods: 可以锁住该method,不让继承类改变其意义(不允许子类覆写);允许编译器对此method作为inline method调用。参考以下例子:

public class Test4{
private final int li_int=0;
public final int pub_fi_mod(){
  return li_int;
}
protected final int pro_fi_mod(){
  return li_int;
}
private final int pri_fi_mod(){
  return  li_int;
}
private int pri_mod(){
  return li_int;
}
}

public class Test5 extends Test4{
private int li_i=100;
//下面的方法编译出错,不能覆盖final方法,只针对public和protected,子类中方法与父类中private的方法名相同不是覆盖,与父类中同方法名的方法没有任何关系(除了名字相同)。
/*
public int pub_fi_mod(){
  return li_i;
}
protected int pro_fi_mod(){
  return li_i;
}*/
private final int pri_fi_mod(){
  return  li_i;
}
private int pri_mod(){
  return li_i;
}
public static void main(String args[]){
  System.out.println(new Test5().pri_mod());
}
}

6、fianl(method) vs private(method): class所有的private methods自然而然都是final,private methods仅仅是隐藏class中的某段程序代码而已,不能被overrid,即使子类中恰好有同名的method,也不会产生什么效果;其中两者的区别是在子类中可以出现与private方法有相同签名的方法,而public或protected的final方法不能被重写,但允许方法名相同但参数列表不同的重构方法出现。借用以上例子,将Test5修改后编译通过:

public class Test5 extends Test4{
private int li_i=100;
//下面的方法编译出错,不能覆盖final方法
/*
public int pub_fi_mod(){
  return li_i;
}
protected int pro_fi_mod(){
  return li_i;
}
*/
//但允许参数列表不同的重构方法出现
public int pub_fi_mod(int a){
  return li_i;
}
protected int pro_fi_mod(int a){
  return li_i;
}
private final int pri_fi_mod(){
  return  li_i;
}
private int pri_mod(){
  return li_i;
}
public static void main(String args[]){
  System.out.println(new Test5().pri_mod());
}
}

7、final classes: 当把一个class声明为final时,也就决定了此class将不能被继承(比如String类,此类为final类,具体可以参见其实现java.lang.String)。final classes的methods可以是final,也可以是非final的;其中的数据成员可以是final的也可以不是,他们将服从final data的原则。参考以下例子:

public final class Test6{
private final int li_int=0;
public int li_a=123;
public final int mod(){
  return li_int;
}
public int pri_mod(){
  return li_a;
}
public static void main(String args[]){
  System.out.println(new Test6().pri_mod());
}
}

//Test6是final类,所以Test7不能继承
public class Test7 extends Test6{
private int li_int=0;
}

PS:从以上可以看出,final是将一个对象的地址不变,对基本类型的值保持不变(因为基本类型变量指向的物理地址存放value而对象变量指向的物理地址存放对象内容的地址)。

PS:以前读书时老师说java中final定义常量,只说对了一半,对基本类型是对的,对String也是对的,因为String虽然是对象,但不会出现String变量地址不变而其内容发生改变的情况(String是一个整体不能只改变其中的一个字符),所以也是对的,但对其他的对象只能保持其引用地址不变不能保证其内容不变,所以是错的。

再补充一些内容:

1、对final属性在声明时就赋值,而且赋的值是常量的话,那编译器会将所有用到此属性的地方都替换成常量,这个请参考下面的代码:

package com.xx.dryr.test1;

import java.lang.reflect.Field;

public class Test1Class1{

public final int x = 100;

public int f(Test1Class1 t1c11,Test1Class1 t1c12) throws Exception{

int i = t1c11.x;

System.out.println("i's value is "+i);

changeX(t1c11);

int j = t1c12.x;

System.out.println("j's value is "+j);

return j - i;

}

public static void changeX(Test1Class1 t1c1) throws Exception{

Class clazz = t1c1.getClass();

Field fieldX = clazz.getDeclaredField("x");

fieldX.setAccessible(true);

fieldX.setInt(t1c1, 300);

System.out.println("fieldX's vlaue is "+fieldX.getInt(t1c1));

}

public int test() throws Exception{

return f(this,this);

}

public static void main(String[] args) throws Exception{

Test1Class1 t1c1 = new Test1Class1();

System.out.println(t1c1.test());

}

}

运行结果是:

i's value is 100

fieldX's vlaue is 300

j's value is 100

0

虽然在changeX方法中,已经将x的值修改为300,但因为编译时所有使用到x的地方都使用100替换了,所以在运行时再怎么修改x的值都不会对使用到x的地方产生影响。

2、否则,对不是在编译时确定final属性值的情况下,final属性的值是可以改变的。请参考如下代码,对上面的代码稍微做了修改,让final属性x在构造方法中初始化:

package com.xx.dryr.test1;

import java.lang.reflect.Field;

public class Test1Class1{

public final int x ;

public Test1Class1(){

x = 100;

}

public int f(Test1Class1 t1c11,Test1Class1 t1c12) throws Exception{

int i = t1c11.x;

System.out.println("i's value is "+i);

changeX(t1c11);

int j = t1c12.x;

System.out.println("j's value is "+j);

return j - i;

}

public static void changeX(Test1Class1 t1c1) throws Exception{

Class clazz = t1c1.getClass();

Field fieldX = clazz.getDeclaredField("x");

fieldX.setAccessible(true);

fieldX.setInt(t1c1, 300);

System.out.println("fieldX's vlaue is "+fieldX.getInt(t1c1));

}

public int test() throws Exception{

return f(this,this);

}

public static void main(String[] args) throws Exception{

Test1Class1 t1c1 = new Test1Class1();

System.out.println(t1c1.test());

}

}

运行结果是:

i's value is 100

fieldX's vlaue is 300

j's value is 300

200

从上面的例子中可见,final属性的值还是可以被改变的,但只有在特殊情况下(没有在编译时被替换),使用特殊的方式(像反射这样的方式),final属性的值才可以被改变。所以说一般情况下说final属性的值是不允许被修改的还是可以说的,但必须得知道这些例外情况的。
<think>嗯,我现在需要回答用户关于Javafinal和abstract关键字的问题。首先,我得回忆一下这两个关键字的基本作用,然后结合用户提供的引用资料来整理信息。用户提到了五个引用,看起来是关于final和abstract的详细说明,包括它们的区别、使用场景和例子。 首先,final关键字。根据引用[1]和[2],final可以修饰变量、方法和类。变量一旦被final修饰就不能再修改,也就是常量。如果是基本类型,值不能变;如果是引用类型,引用地址不能变,但对象的内容可以变。方法被final修饰后不能被子类重写,类被final修饰则不能被继承。比如String类就是final的,防止被修改。设计目的是确保不可变性,保证安全性和性能。 然后是abstract关键字,引用[3]、[4]、[5]提到,abstract用于创建抽象类和抽象方法。抽象类不能实例化,需要子类继承。抽象方法没有实现,必须在子类重写。抽象类可以包含普通方法和抽象方法,用来定义通用接口,强制子类实现特定行为。设计目的是实现多态和代码复用,比如动物类的bark()方法,每个子类有不同的实现。 接下来要考虑用户的问题:意义、用法、使用场景、设计目的。我需要分点整理,确保结构清晰。同时,用户提供的引用需要正确标注,比如引用[1]提到final和abstract的区别,引用[2]详细说明final的使用场景,引用[3]、[4]、[5]讨论abstract的用法。 还需要注意用户提到的系统级指令,比如数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,但这里可能不需要数学公式。回答需要用文,生成相关问题,并在引用处标注。例如,在解释final类时,引用[2]提到String类,所以加上[^2]。 可能需要注意final和abstract不能同时修饰同一个方法或类,因为final禁止继承而abstract需要继承。这点需要提到,避免用户混淆。 使用场景方面,final常用于常量、工具类、不可变对象;abstract用于模板方法模式、框架设计等需要子类扩展的情况。设计目的方面,final确保安全和不变,abstract促进扩展和多态。 最后,生成相关问题,比如两者能否一起使用,实际应用例子,如何选择,常见错误等。需要确保问题相关且有引导性。 现在需要组织这些信息,确保每个部分清晰,引用正确,例子恰当,并且符合用户要求的格式。</think>### Java`final`和`abstract`关键字详解 #### 一、`final`关键字 1. **作用与设计目的** - **变量**:声明为`final`的变量不可修改(基本类型值不可变,引用类型地址不可变,但对象内容可能可变)[^2]。 ```java final int MAX_VALUE = 100; // 常量 final List<String> list = new ArrayList<>(); // 引用不可变,但可添加元素 ``` - **方法**:禁止子类重写该方法,保证方法逻辑的稳定性。 ```java public final void criticalOperation() { ... } ``` - **类**:禁止继承,如`String`类通过`final`修饰避免被修改核心逻辑。 ```java public final class UtilityClass { ... } ``` 2. **使用场景** - 定义常量(如配置参数)。 - 保护核心方法逻辑(如工具类方法)。 - 设计不可变类(如线程安全类`String`)。 --- #### 二、`abstract`关键字 1. **作用与设计目的** - **抽象类**:不能直接实例化,需通过子类继承实现功能[^3][^4]。 ```java abstract class Animal { public abstract void bark(); // 抽象方法 public void eat() { ... } // 普通方法 } ``` - **抽象方法**:仅声明方法签名,无具体实现,强制子类重写[^5]。 ```java public abstract long calculateSum(); ``` 2. **使用场景** - 定义通用模板(如`Animal`类定义动物共同行为,子类实现具体叫声)。 - 框架设计定义接口规范(如Spring的抽象DAO类)[^4]。 --- #### 三、关键区别与协作 1. **对立性** - `final`禁止扩展,`abstract`依赖扩展,因此两者不能同时修饰类或方法[^1]。 ```java // 错误示例:final abstract class InvalidClass { ... } ``` 2. **协作场景** - 抽象类可以包含`final`方法(如工具方法禁止子类重写)。 ```java abstract class Template { public final void init() { ... } // 固定初始化逻辑 public abstract void execute(); // 需子类实现 } ``` --- #### 四、设计哲学 - **`final`**:通过限制扩展性,提升代码安全性(如不可变类)和性能(如JVM优化)。 - **`abstract`**:通过强制实现抽象方法,实现多态性和代码复用(如模板方法模式)[^5]。 ---
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