JAVA中的final关键字

本文详细解析Java中的final关键字,包括final数据、final方法、final类的概念及应用,阐述final如何用于实现数据不可变性,方法不可修改性,以及类不可继承性,同时讨论final的赋值方式和final与private关键字的关系。

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           一、final 数据


         向编译器告知一块数据是恒定不变的。如:

1)永不改变的编译时常量;

2)在运行时被初始化的值,而你不希望它被改变。

一个既是static又是final的域只占据一段不能改变的存储空间,一般用大写表示,并使用下划线分隔各个单词。


        数据类型:

1)基本数据类型(int,float,char,double,boolean等):final使数值恒定不变;

2)对象引用(string,array,class等):final使引用恒定不变,但其值可以改变。


       空白final

空白final是指被声明为final但又未给定初值的域。空白final在关键字final的使用上提供了更大的灵活性,为此,一个类中的final域就可以做到根据对象而有所不同,却又保持其恒定不变的特性。但无论如何,编译器都确保空白final在使用前必须被初始化。

final的赋值方式有两种:

1)在域的定义处对final进行赋值,如:private final int i = 0;

2)在构造器中用表达式对final进行赋值,如:private final int j;public ClassA(){ j = 1;}

对于空白final的赋值,我们使用第二种方式。


        final 参数

在参数列表中以声明的方式将参数指明为final,意味着你无法在方法中更改参数引用所指向的对象。你可以读参数,但却无法修改参数,这一特性主要用来向匿名内部类传递数据。


        二、final 方法


        使用final方法的原因:

1)把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义。这是出于设计的考虑:想要确保在继承中使方法行为保持不变,并且不会被覆盖。

2)早期使用final方法的第二个原因是效率。早期的JAVA实现中,final方法同意编译器将针对该方法的所有调用都转为内嵌调用,即以方法体中的实际代码的副本来替代方法调用,从而省去方法调用的时间开销。而非final方法的调用过程一般为:将参数压入栈,跳至方法代码处并执行,然后跳回并清理栈中的参数,处理返回值。

      但是,当你的final方法的代码很长时,用final可能适得其反,因为经过编译器内嵌之后代码长度大大增加,于是就增加了JVM解释字节码的时间。在最近的JAVA版本中,虚拟机可以探测到这些情况,于是效率问题会让编译器和JVM来处理,而不再使用final方法来提高效率。final方法的使用原因就只剩下第一条。


       final与private关键字

类中所有的private方法都隐式地指定为是final的。由于无法取用private方法,所以也就无法覆盖它。


       三、final 类


       当将某个类的整体定义为final时,就表明了你不打算继承该类,而且也不允许别人这么做。

### Java 中 `final` 关键字的作用和使用场景 #### 1. **`final` 修饰类** 当 `final` 用于修饰一个类时,该类无法被其他类继承。这种设计通常适用于那些不需要扩展或者不应该被子类化的类。通过这种方式可以防止潜在的错误或滥用继承带来的风险。此外,在 `final` 类中,所有的成员方法会被隐式地定义为 `final` 方法[^4]。 ```java // 定义一个 finalfinal class FinalClass { void display() { System.out.println("This is a final class."); } } ``` #### 2. **`final` 修饰方法** 如果一个方法被声明为 `final`,那么这个方法在其派生类中不能被重写(override)。这有助于保持某些核心功能的一致性,避免因子类更改父类行为而导致意外的结果。这种方法常用于框架开发中,以确保一些关键逻辑不会被破坏[^2]。 ```java class BaseClass { final void show() { // 此方法不可被覆盖 System.out.println("Final method cannot be overridden."); } } class DerivedClass extends BaseClass { @Override void show() { // 编译器会报错 System.out.println("Trying to override final method."); } } ``` #### 3. **`final` 修饰变量** 对于基本数据类型的变量来说,一旦赋值完成就不能再改变其值;而对于引用类型的数据而言,则意味着不能再指向另一个对象实例,但是原对象的内容仍然可能发生变化[^5]。 - 基本数据类型: ```java final int number = 10; number = 20; // 错误:试图重新分配给 final 变量 'number' ``` - 引用数据类型: ```java final StringBuilder sb = new StringBuilder("Initial"); sb.append(" Value"); // 合法操作,因为只是修改了原有对象的状态 System.out.println(sb.toString()); // 输出:"Initial Value" sb = new StringBuilder("New Object"); // 非法操作,尝试替换原有的引用地址 ``` 以上特性使得 `final` 成为了构建线程安全代码的重要工具之一,因为它能够减少共享资源之间的竞争条件[^3]。 --- ### 总结 综上所述,`final` 是一种非常有用的机制来提高程序的安全性和性能表现。合理运用它可以有效控制软件系统的灵活性与稳定性之间的平衡点[^1]。
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