Java(十八)——final修饰符

final关键字可用于修饰类、变量和方法，用于表示它修饰的类、方法和变量不可改变。

final修饰变量时，表示该变量一旦获得了初始值就不可被改变，final既可以修饰成员变量（包括类变量和实例变量），也可以修饰局部变量、形参。由于final变量获得初始值之后就不能被重新赋值，因此final修饰成员变量和修饰局部变量有一定的不同。

一、final成员变量

final修饰类变量、实例变量能指定初始值的地方如下。

• 类变量：必须在静态初始化块中指定初始值或声明该类变量时指定初始值，而且只能在两个地方的其中之一指定。
• 实例变量：必须在非静态初始化块、声明该实例变量或构造器中指定初始值，而且只能在三个地方的其中之一指定。

Java语法规定：final修饰的成员变量必须由程序员显式地指定初始值。

二、final局部变量

系统不会对局部变量进行初始化，局部变量必须由程序员显式初始化。因此使用final修饰局部变量时，既可以在定义时指定默认值，也可以后面代码中对该final变量赋初始值。

三、final修饰基本类型变量和引用类型变量的区别

当使用final修饰基本类型变量时，不能对基本类型变量重新赋值，因此基本类型变量不能被改变。但对于引用类型变量而言，它保存的仅仅是一个引用，final只保证这个引用类型变量所引用的地址不会改变，即一直引用同一个对象，但这个对象完全可以发生改变。

四、可执行“宏替换”的final变量

对一个final变量来说，不管它是类变量、实例变量，还是局部变量，只要满足三个条件，这个final变量就不再是一个变量，而是相当于一个直接量。

• 使用final修饰符修饰。
• 在定义该final变量时指定了初始值。
• 该初始值可以在编译时就被确定下来。

final修饰符的一个重要用途就是定义“宏变量”。满足上面三个条件，那么这个final变量本质上就是一个“宏变量”，编译器会把程序中所有用到该变量的地方直接替换成该变量的值。

五、final方法

final修饰的方法不可被重写。例如Java提供的Object类里就有一个final方法：getClass()。

六、final类

final修饰的类不可以有子类，例如java.lang.Math类就是一个final类，不可以有子类。

七、不可变类

不可变（immutable）类的意思是创建该类的实例后，该实例的实例变量是不可改变的。Java提供的8个包装类和java.lang.String类都是不可变类。

如果需要创建自定义的不可变类，可遵守如下规则：

• 使用private和final修饰符来修饰该类的成员变量。
• 提供带参数的构造器，用于根据传入参数来初始化类里的成员变量。
• 仅为该类的成员变量提供getter方法，不提供setter方法，因为普通方法无法修改final修饰的成员变量。
• 如果有必要，重写Object类的hasCode()和equals()方法。equals()方法根据关键成员变量来作为两个对象是否相等的标准，除此之外，还应该保证两个用equals()方法判断为相等的对象的hashCode()也相等

如果需要设计一个不可变类，尤其要注意其引用类型的成员变量，如果引用类型的成员变量的类是可变的，就必须采取必要的措施来保护该成员变量所引用的对象不会被修改，这样才能创建真正的不可变类。

八、缓存实例的不可变类

不可变类的实例状态不可改变，可以很方便地被多个对象所共享。如果程序经常需要使用相同的不可变实例，则应该考虑缓存这种不可变类的实例。毕竟重复创建相同对象没有太大的意义，而且加大系统开销。如果可能，应该将已经创建的不可变类的实例进行缓存。