[java]final關鍵字的幾種用法

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在java的關鍵字中，static和final是兩個我們必須掌握的關鍵字。不同於其他關鍵字，他們都有多種用法，而且在一定環境下使用，可以提高程式的運行效能，最佳化程式的結構。下面我們來瞭解一下final關鍵字及其用法。

final關鍵字

在java中，final的含義在不同的情境下有細微的差別，但總體上來說，它指的是“這是不可變的”。下面，我們來講final的四種主要用法。

1.修飾資料

在編寫程式時，我們經常需要說明一個資料是不可變的，我們成為常量。在java中，用final關鍵字修飾的變數，只能進行一次賦值操作，並且在生存期內不可以改變它的值。更重要的是，final會告訴編譯器，這個資料是不會修改的，那麼編譯器就可能會在編譯時間期就對該資料進行替換甚至執行計算，這樣可以對我們的程式起到一點最佳化。不過在針對基本類型和參考型別時，final關鍵字的效果存在細微差別。我們來看下面的例子：

 1 class Value { 2     int v; 3     public Value(int v) { 4         this.v = v; 5     } 6 } 7  8 public class FinalTest { 9     10     final int f1 = 1;11     final int f2;12     public FinalTest() {13         f2 = 2;14     }15 16     public static void main(String[] args) {17         final int value1 = 1;18         // value1 = 4;19         final double value2;20         value2 = 2.0;21         final Value value3 = new Value(1);22         value3.v = 4;23     }24 }

上面的例子中，我們先來看一下main方法中的幾個final修飾的資料，在給value1賦初始值之後，我們無法再對value1的值進行修改，final關鍵字起到了常量的作用。從value2我們可以看到，final修飾的變數可以不在聲明時賦值，即可以先聲明，後賦值。value3時一個引用變數，這裡我們可以看到final修飾引用變數時，只是限定了引用變數的引用不可改變，即不能將value3再次引用另一個Value對象，但是引用的對象的值是可以改變的，從記憶體模型中我們看的更加清晰：

中，final修飾的值用粗線條的邊框表示它的值是不可改變的，我們知道引用變數的值實際上是它所引用的對象的地址，也就是說該地址的值是不可改變的，從而說明了為什麼引用變數不可以改變引用對象。而實際引用的對象實際上是不受final關鍵字的影響的，所以它的值是可以改變的。

另一方面，我們看到了用final修飾成員變數時的細微差別，因為final修飾的資料的值是不可改變的，所以我們必須確保在使用前就已經對成員變數賦值了。因此對於final修飾的成員變數，我們有且只有兩個地方可以給它賦值，一個是聲明該成員時賦值，另一個是在構造方法中賦值，在這兩個地方我們必須給它們賦初始值。

最後我們需要注意的一點是，同時使用static和final修飾的成員在記憶體中只佔據一段不能改變的儲存空間。

2.修飾方法參數

前面我們可以看到，如果變數是我們自己建立的，那麼使用final修飾表示我們只會給它賦值一次且不會改變變數的值。那麼如果變數是作為參數傳入的，我們怎麼保證它的值不會改變呢？這就用到了final的第二種用法，即在我們編寫方法時，可以在參數前面添加final關鍵字，它表示在整個方法中，我們不會（實際上是不能）改變參數的值：

public class FinalTest {    /* ... */    public void finalFunc(final int i, final Value value) {        // i = 5; 不能改變i的值        // v = new Value(); 不能改變v的值        value.v = 5; // 可以改變引用對象的值    }}

3.修飾方法

第三種方式，即用final關鍵字修飾方法，它表示該方法不能被覆蓋。這種使用方式主要是從設計的角度考慮，即明確告訴其他可能會繼承該類的程式員，不希望他們去覆蓋這個方法。這種方式我們很容易理解，然而，關於private和final關鍵字還有一點聯絡，這就是類中所有的private方法都隱式地指定為是final的，由於無法在類外使用private方法，所以也就無法覆蓋它。

4.修飾類

瞭解了final關鍵字的其他用法，我們很容易可以想到使用final關鍵字修飾類的作用，那就是用final修飾的類是無法被繼承的。

上面我們講解了final的四種用法，然而，對於第三種和第四種用法，我們卻甚少使用。這不是沒有道理的，從final的設計來講，這兩種用法甚至可以說是雞肋，因為對於開發人員來講，如果我們寫的類被繼承的越多，就說明我們寫的類越有價值，越成功。即使是從設計的角度來講，也沒有必要將一個類設計為不可繼承的。Java標準庫就是一個很好的反例，特別是Java 1.0/1.1中Vector類被如此廣泛的運用，如果所有的方法均未被指定為final的話，它可能會更加有用。如此有用的類，我們很容易想到去繼承和重寫他們，然而，由於final的作用，導致我們對Vector類的擴充受到了一些阻礙，導致了Vector並沒有完全發揮它應有的全部價值。

總結

final關鍵字是我們經常使用的關鍵字之一，它的用法有很多，但是並不是每一種用法都值得我們去廣泛使用。它的主要用法有以下四種：

1. 用來修飾資料，包括成員變數和局部變數，該變數只能被賦值一次且它的值無法被改變。對於成員變數來講，我們必須在聲明時或者構造方法中對它賦值；
2. 用來修飾方法參數，表示在變數的生存期中它的值不能被改變；
3. 修飾方法，表示該方法無法被重寫；
4. 修飾類，表示該類無法被繼承。

上面的四種方法中，第三種和第四種方法需要謹慎使用，因為在大多數情況下，如果是僅僅為了一點設計上的考慮，我們並不需要使用final來修飾方法和類。

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