Java final关键字

本文详细介绍了Java中final关键字的用途及应用场景,包括final类、final方法和final变量的特点与使用方式,强调了final在设计模式和提高代码效率方面的作用。

一、final

    根据字面意思,Java关键字final有“这是无法改变的”或者“终态的”含义,它可以修饰非抽象类(抽象类只能是父类,必须被继承)、非抽象类成员方法和变量(别的博客是这么说的,但是我感觉这个是有错的)。你可能出于两种理解而需要阻止改变:设计或效率。
    final类不能被继承,没有子类,final类中的方法默认是final的。
    final方法不能被子类的方法覆盖,但可以被继承。
    final成员变量表示常量,只能被赋值一次,赋值后值不再改变。
    final不能用于修饰构造方法。
1、final类
    final类不能被继承,因此final类的成员方法没有机会被覆盖,默认都是final的。在设计类时候,如果这个类不需要有子类,类的实现细节不允许改变,并且确信这个类不会载被扩展,那么就设计为final类。
2、final方法
    如果一个类不允许其子类覆盖某个方法,则可以把这个方法声明为final方法。
    使用final方法的原因有二:
    第一、把方法锁定,防止任何继承类修改它的意义和实现。
    <font>第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制,大大提高执行效率。</font>
public class Test1 { 
public static void main(String[] args) { 
    // TODO 自动生成方法存根 
} 
public void f1() { 
    System.out.println("f1"); 
} 
//无法被子类覆盖的方法 
public final void f2() { 
    System.out.println("f2"); 
} 
public void f3() { 
    System.out.println("f3"); 
} 
private void f4() { 
    System.out.println("f4"); 
} 
} 
public class Test2 extends Test1 { 

public void f1(){     
    System.out.println("Test1父类方法f1被覆盖!"); 
} 
public static void main(String[] args) { 
    Test2 t=new Test2(); 
    t.f1();    
    t.f2(); //调用从父类继承过来的final方法 
    t.f3(); //调用从父类继承过来的方法 
    //t.f4(); //调用失败,无法从父类继承获得 
} 
}
3、final变量
    用final修饰的成员变量表示常量,值一旦给定就无法改变!
    final修饰的变量有三种:静态变量、实例变量和局部变量,分别表示三种类型的常量。
### final 关键字的使用 final 关键字可以修饰类、方法和变量。 - **修饰类**:表明该类是最终类,不能被继承。示例代码如下: ```java final class FinalClass { // 类的内容 } // 以下代码会报错,因为 FinalClass 不能被继承 // class SubClass extends FinalClass {} ``` - **修饰方法**:表明该方法是最终方法,不能被重写。不过,final 方法是可以被重载的。示例代码如下: ```java class ParentClass { final void finalMethod() { System.out.println("This is a final method."); } final void finalMethod(int num) { // 重载 final 方法 System.out.println("Overloaded final method with num: " + num); } } class ChildClass extends ParentClass { // 以下代码会报错,因为 final 方法不能被重写 // void finalMethod() { // System.out.println("Trying to override final method."); // } } ``` - **修饰变量**:表明该变量第一次赋值后,不能被再次赋值(有且仅能被赋值一次)。如果 final 修饰的变量是基本类型,那么变量存储的数据值不能变;如果是引用类型,那么变量存储的地址不能发生改变,但是地址指向的对象的内容是可以发生变化的。示例代码如下: ```java class FinalVariableExample { final int basicVar = 10; // basicVar = 20; // 会报错,因为 basicVar 不能再次赋值 final StringBuilder refVar = new StringBuilder("Initial"); refVar.append(" Value"); // 可以修改对象内容 // refVar = new StringBuilder("New"); // 会报错,因为 refVar 的地址不能改变 } ``` ### final 关键字的作用 - **修饰类**:防止类被继承,保证类的安全性和完整性,例如 Java 中的 `String` 类就是被 final 修饰的,避免其被恶意继承和修改 [^2]。 - **修饰方法**:防止方法被重写,确保方法的实现逻辑不被改变,提高代码的稳定性。 - **修饰变量**:保证变量的值或引用的稳定性,避免意外修改,提高代码的可读性和可维护性。常量是使用了 `public static final` 修饰的成员变量,可用于做系统的配置信息,方便程序维护,同时也能提高可读性 [^2]。 ### final 关键字的原理 - **常量的执行原理**:在编译阶段会进行“宏替换”,把使用常量的地方全部替换成真实的字面量。好处是让使用常量的程序执行性能与直接使用字面量是一样的 [^2]。 - **final 域重排序规则**: - **final 域为基本类型**:写 final 域重排序规则确保在构造函数内对 final 域的写入,与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序;读 final 域重排序规则确保初次读一个包含 final 域的对象的引用,与随后初次读这个 final 域,这两个操作之间不能重排序 [^1]。 - **final 域为引用类型**:对 final 修饰的对象的成员域写操作和读操作也有相应的重排序规则,保证 final 引用对象的成员域的可见性 [^1]。
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