Java中final关键字详解及实例

final在Java中可以声明成员变量、方法、类以及本地变量。一旦你将引用声明作final,你将不能改变这个引用了,如果你试图将变量再次初始化的话,编译器会报编译错误。
 final的含义在不同的场景下有细微的差别,但总体来说,它指的是“不可变”。

1. final变量

凡是对成员变量或者本地变量(在方法中的或者代码块中的变量称为本地变量)声明为final的都叫作final变量。final变量经常和static关键字一起使用,作为常量。用final关键字修饰的变量,只能进行一次赋值操作,并且在生存期内不可以改变它的值。
不过在针对基本类型和引用类型时,final关键字的效果存在细微差别。例如:

class Value {
  int v;
  public Value(int v) {
    this.v = v;
  }
}
public class FinalTest {
  final int f1 = 1;
  final int f2;
  public FinalTest() {
    f2 = 2;
  }
  public static void main(String[] args) {
    final int value1 = 1;
    // value1 = 4;
    final double value2;
    value2 = 2.0;
    final Value value3 = new Value(1);
    value3.v = 4;
  }
}

上面的例子中,main方法中被final修饰的数据,在给value1赋初始值之后,我们无法再对value1的值进行修改,final关键字起到了常量的作用。从value2我们可以看到,final修饰的变量可以不在声明时赋值,即可以先声明,后赋值。value3时一个引用变量,这里我们可以看到final修饰引用变量时,只是限定了引用变量的引用不可改变,即不能将value3再次引用另一个Value对象,但是引用的对象的值是可以改变的。
另一方面,我们看到了用final修饰成员变量时的细微差别,因为final修饰的数据的值是不可改变的,所以我们必须确保在使用前就已经对成员变量赋值了。因此对于final修饰的成员变量,我们有且只有两个地方可以给它赋值,一个是声明该成员时赋值,另一个是在构造方法中赋值,在这两个地方我们必须给它们赋初始值。
最后我们需要注意的一点是,同时使用static和final修饰的成员在内存中只占据一段不能改变的存储空间。

2. final方法参数

前面我们可以看到,如果变量是我们自己创建的,那么使用final修饰表示我们只会给它赋值一次且不会改变变量的值。那么如果变量是作为参数传入的,我们怎么保证它的值不会改变呢?这就用到了final的第二种用法,即在我们编写方法时,可以在参数前面添加final关键字,它表示在整个方法中,我们不会(实际上是不能)改变参数的值:

public class FinalTest {
  /* ... */
  public void finalFunc(final int i, final Value value) {
    // i = 5; 不能改变i的值
    // v = new Value(); 不能改变v的值
    value.v = 5; // 可以改变引用对象的值
  }
}

3. final方法

final也可以声明方法。方法前面加上final关键字,代表这个方法不可以被子类的方法重写。如果你认为一个方法的功能已经足够完整了,子类中不需要改变的话,你可以声明此方法为final。final方法比非final方法要快,因为在编译的时候已经静态绑定了,不需要在运行时再动态绑定。关于private和final关键字还有一点联系,这就是类中所有的private方法都隐式地指定为是final的,由于无法在类外使用private方法,所以也就无法覆盖它。下面是final方法的例子:

class PersonalLoan{
  public final String getName(){
    return "personal loan";
  }
}
class CheapPersonalLoan extends PersonalLoan{
  @Override
  public final String getName(){
    return "cheap personal loan"; //compilation error: overridden method is final
  }
}

4. final类

使用final来修饰的类叫作final类。final类通常功能是完整的,它们不能被继承。Java中有许多类是final的,譬如String, Interger以及其他包装类。下面是final类的实例:

 final class PersonalLoan{
  }
  class CheapPersonalLoan extends PersonalLoan{ //compilation error: cannot inherit from final class

5. final关键字的好处

下面总结了一些使用final关键字的好处

  1. final关键字提高了性能。JVM和Java应用都会缓存final变量。
  2. final变量可以安全的在多线程环境下进行共享,而不需要额外的同步开销。
  3. 使用final关键字,JVM会对方法、变量及类进行优化。

创建不可变类要使用final关键字。不可变类是指它的对象一旦被创建了就不能被更改了。String是不可变类的代表。不可变类有很多好处,譬如它们的对象是只读的,可以在多线程环境下安全的共享,不用额外的同步开销等等。

6. 几个易混点

(1)类的final变量和普通变量有什么区别?

当用final作用于类的成员变量时,成员变量(注意是类的成员变量,局部变量只需要保证在使用之前被初始化赋值即可)必须在定义时或者构造器中进行初始化赋值,而且final变量一旦被初始化赋值之后,就不能再被赋值了。
那么final变量和普通变量到底有何区别呢?下面请看一个例子:

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));
  }
}

输出结果:

true
false

大家可以先想一下这道题的输出结果。为什么第一个比较结果为true,而第二个比较结果为fasle。这里面就是final变量和普通变量的区别了,当final变量是基本数据类型以及String类型时,如果在编译期间能知道它的确切值,则编译器会把它当做编译期常量使用。也就是说在用到该final变量的地方,相当于直接访问的这个常量,不需要在运行时确定。这种和C语言中的宏替换有点像。因此在上面的一段代码中,由于变量b被final修饰,因此会被当做编译器常量,所以在使用到b的地方会直接将变量b 替换为它的 值。而对于变量d的访问却需要在运行时通过链接来进行。想必其中的区别大家应该明白了,不过要注意,只有在编译期间能确切知道final变量值的情况下,编译器才会进行这样的优化,比如下面的这段代码就不会进行优化:

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";
  }
}

这段代码的输出结果为false。

(2) 被final修饰的引用变量指向的对象内容可变吗?

在上面提到被final修饰的引用变量一旦初始化赋值之后就不能再指向其他的对象,那么该引用变量指向的对象的内容可变吗?看下面这个例子:

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;
}

这段代码可以顺利编译通过并且有输出结果,输出结果为1。这说明引用变量被final修饰之后,虽然不能再指向其他对象,但是它指向的对象的内容是可变的。

(3) final和static

很多时候会容易把static和final关键字混淆,static作用于成员变量用来表示只保存一份副本,而final的作用是用来保证变量不可变。看下面这个例子:

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    MyClass myClass1 = new MyClass();
    MyClass myClass2 = new MyClass();
    System.out.println(myClass1.i);
    System.out.println(myClass1.j);
    System.out.println(myClass2.i);
    System.out.println(myClass2.j);
  }
}
class MyClass {
  public final double i = Math.random();
  public static double j = Math.random();
}

运行这段代码就会发现,每次打印的两个j值都是一样的,而i的值却是不同的。从这里就可以知道final和static变量的区别了。

7.总结

关于final的重要知识点有:

final关键字可以用于成员变量、本地变量、方法以及类。
final成员变量必须在声明的时候初始化或者在构造器中初始化,否则就会报编译错误。
你不能够对final变量再次赋值。
本地变量必须在声明时赋值。
在匿名类中所有变量都必须是final变量。
final方法不能被重写。
final类不能被继承。
final关键字不同于finally关键字,后者用于异常处理。
final关键字容易与finalize()方法搞混,后者是在Object类中定义的方法,是在垃圾回收之前被JVM调用的方法。
接口中声明的所有变量本身是final的。
final和abstract这两个关键字是反相关的,final类就不可能是abstract的。
final方法在编译阶段绑定,称为静态绑定(static binding)。
没有在声明时初始化final变量的称为空白final变量(blank final variable),它们必须在构造器中初始化,或者调用this()初始化。不这么做的话,编译器会报错“final变量(变量名)需要进行初始化”。
将类、方法、变量声明为final能够提高性能,这样JVM就有机会进行估计,然后优化。
按照Java代码惯例,final变量就是常量,而且通常常量名要大写:

private final int COUNT = 10;

对于集合对象声明为final指的是引用不能被更改,但是你可以向其中增加,删除或者改变内容。譬如:

private final List Loans = new ArrayList();
list.add(“home loan”); //valid
list.add("personal loan"); //valid
loans = new Vector(); //not valid

以上所述是小编给大家介绍的Java中final关键字详解及实例整合,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持!

时间: 2019-03-10

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浅析对Java关键字final和static的理解

一.final 根据程序上下文环境,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.非抽象类成员方法和变量.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. 注意:父类的private成员方法是不能被子类方法覆

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