Java知多少（34）final關鍵字：阻止繼承和多態

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在 Java 中，聲明類、變數和方法時，可使用關鍵字 final 來修飾。final 所修飾的資料具有“終態”的特徵，表示“最終的”意思。具體規定如下：

• final 修飾的類不能被繼承。
• final 修飾的方法不能被子類重寫。
• final 修飾的變數（成員變數或局部變數）即成為常量，只能賦值一次。
• final 修飾的成員變數必須在聲明的同時賦值，如果在聲明的時候沒有賦值，那麼只有 一次賦值的機會，而且只能在構造方法中顯式賦值，然後才能使用。
• final 修飾的局部變數可以只聲明不賦值，然後再進行一次性的賦值。

final 一般用於修飾那些通用性的功能、實現方式或取值不能隨意被改變的資料，以避免被誤用，例如實現數學三角方法、冪運算等功能的方法，以及數學常量π=3.141593、e=2.71828 等。

事實上，為確保終態性，提供了上述方法和常量的 java.lang.Math 類也已被定義為final 的。

需要注意的是，如果將參考型別（任何類的類型）的變數標記為 final，那麼該變數不能指向任何其它對象。但可以改變對象的內容，因為只有引用本身是 final 的。

如果變數被標記為 final，其結果是使它成為常數。想改變 final 變數的值會導致一個編譯錯誤。下面是一個正確定義 final 變數的例子：

1 public final int MAX_ARRAY_SIZE = 25; // 常量名一般大寫

常量因為有 final 修飾，所以不能被繼承。

請看下面的代碼：

 1 public final class Demo{ 2     public static final int TOTAL_NUMBER = 5; 3     public int id; 4     public Demo() { 5         // 非法，對final變數TOTAL_NUMBER進行二次賦值了 6         // 因為++TOTAL_NUMBER相當於 TOTAL_NUMBER=TOTAL_NUMBER+1 7         id = ++TOTAL_NUMBER; 8     } 9     public static void main(String[] args) {10         final Demo t = new Demo();11         final int i = 10;12         final int j;13         j = 20;14         j = 30;  // 非法，對final變數進行二次賦值15     }16 }

final 也可以用來修飾類（放在 class 關鍵字前面），阻止該類再派生出子類，例如 Java.lang.String 就是一個 final 類。這樣做是出於安全原因，因為要保證一旦有字串的引用，就必須是類 String 的字串，而不是某個其它類的字串（String 類可能被惡意繼承並篡改）。

方法也可以被 final 修飾，被 final 修飾的方法不能被覆蓋；變數也可以被 final 修飾，被 final 修飾的變數在建立對象以後就不允許改變它們的值了。一旦將一個類聲明為 final，那麼該類包含的方法也將被隱式地聲明為 final，但是變數不是。

被 final 修飾的方法為靜態繫結，不會產生多態（動態綁定），程式在運行時不需要再檢索方法表，能夠提高代碼的執行效率。在Java中，被 static 或 private 修飾的方法會被隱式的聲明為 final，因為動態綁定沒有意義。

由於動態綁定會消耗資源並且很多時候沒有必要，所以有一些程式員認為：除非有足夠的理由使用多態性，否則應該將所有的方法都用 final 修飾。

這樣的認識未免有些偏激，因為 JVM 中的即時編譯器能夠即時監控程式的運行資訊，可以準確的知道類之間的繼承關係。如果一個方法沒有被覆蓋並且很短，編譯器就能夠對它進行最佳化處理，這個過程為稱為內聯(inlining)。例如，內聯調用 e.getName() 將被替換為訪問 e.name 變數。這是一項很有意義的改進，這是由於CPU在處理調用方法的指令時，使用的分支轉移會擾亂預取指令的策略，所以，這被視為不受歡迎的。然而，如果 getName() 在另外一個類中被覆蓋，那麼編譯器就無法知道覆蓋的代碼將會做什麼操作，因此也就不能對它進行內聯處理了。

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