淺談Java中的final關鍵字

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　談到final關鍵字，想必很多人都不陌生，在使用匿名內部類的時候可能會經常用到final關鍵字。另外，Java中的String類就是一個final類，那麼今天我們就來瞭解final這個關鍵字的用法。

一、final關鍵字的基本用法

在Java中，final關鍵字可以用來修飾類、方法和變數（包括成員變數和局部變數）。下面就從這三個方面來瞭解一下final關鍵字的基本用法。

1、修飾類

　  當用final修飾一個類時，表明這個類不能被繼承。也就是說，如果一個類你永遠不會讓他被繼承，就可以用final進行修飾。final類中的成員變數可以根據需要設為final，但是要注意final類中的所有成員方法都會被隱式地指定為final方法。

在使用final修飾類的時候，要注意謹慎選擇，除非這個類真的在以後不會用來繼承或者出於安全的考慮，盡量不要將類設計為final類。

2、修飾方法

     下面這段話摘自《Java編程思想》第四版第143頁：

　 “使用final方法的原因有兩個。第一個原因是把方法鎖定，以防任何繼承類修改它的含義；第二個原因是效率。在早期的Java實現版本中，會將final方法轉為內嵌調用。但是如果方法過於龐大，可能看不到內嵌調用帶來的任何效能提升。在最近的Java版本中，不需要使用final方法進行這些最佳化了。“

　　因此，如果只有在想明確禁止 該方法在子類中被覆蓋的情況下才將方法設定為final的。即父類的final方法是不能被子類所覆蓋的，也就是說子類是不能夠存在和父類一模一樣的方法的。

     final修飾的方法表示此方法已經是“最後的、最終的”含義，亦即此方法不能被重寫（可以重載多個final修飾的方法）。此處需要注意的一點是：因為重寫的前提是子類可以從父類中繼承此方法，如果父類中final修飾的方法同時存取控制許可權為private，將會導致子類中不能直接繼承到此方法，因此，此時可以在子類中定義相同的方法名和參數，此時不再產生重寫與final的矛盾，而是在子類中重新定義了新的方法。（註：類的private方法會隱式地被指定為final方法。）

public class B extends A {    public static void main(String[] args) {    }    public void getName() {            }}class A {    /**     * 因為private修飾，子類中不能繼承到此方法，因此，子類中的getName方法是重新定義的、     * 屬於子類本身的方法，編譯正常     */    private final void getName() {            }    /* 因為pblic修飾，子類可以繼承到此方法，導致重寫了父類的final方法，編譯出錯    public final void getName() {        }    */}

 3、修飾變數
      修飾變數是final用得最多的地方，也是本文接下來要重點闡述的內容。

      final成員變數表示常量，只能被賦值一次，賦值後值不再改變。

　　當final修飾一個基礎資料型別 (Elementary Data Type)時，表示該基礎資料型別 (Elementary Data Type)的值一旦在初始化後便不能發生變化；如果final修飾一個參考型別時，則在對其初始化之後便不能再讓其指向其他對象了，但該引用所指向的對象的內容是可以發生變化的。本質上是一回事，因為引用的值是一個地址，final要求值，即地址的值不發生變化。

　　final修飾一個成員變數（屬性），必須要顯示初始化。這裡有兩種初始化方式，一種是在變數聲明的時候初始化；第二種方法是在聲明變數的時候不賦初值，但是要在這個變數所在的類的所有的建構函式中對這個變數賦初值。

　　當函數的參數型別宣告為final時，說明該參數是唯讀型的。即你可以讀取使用該參數，但是無法改變該參數的值。

      舉個例子：

     上面的一段代碼中，對變數i和obj的重新賦值都報錯了。

二、深入理解final關鍵字

在瞭解了final關鍵字的基本用法之後，這一節我們來看一下final關鍵字容易混淆的地方。

1、類的final變數和普通變數有什麼區別？

     當用final作用於類的成員變數時，成員變數（注意是類的成員變數，局部變數只需要保證在使用之前被初始化賦值即可）必須在定義時或者構造器中進行初始化賦值，而且final變數一旦被初始化賦值之後，就不能再被賦值了。

     那麼final變數和普通變數到底有何區別呢？下面請看一個例子：

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));     } } 

輸出結果：true、false
     大家可以先想一下這道題的輸出結果。為什麼第一個比較結果為true，而第二個比較結果為fasle。這裡面就是final變數和普通變數的區別了，當final變數是基礎資料型別 (Elementary Data Type)以及String類型時，如果在編譯期間能知道它的確切值，則編譯器會把它當做編譯期常量使用。也就是說在用到該final變數的地方，相當於直接存取的這個常量，不需要在運行時確定。這種和C語言中的宏替換有點像。因此在上面的一段代碼中，由於變數b被final修飾，因此會被當做編譯器常量，所以在使用到b的地方會直接將變數b 替換為它的值。而對於變數d的訪問卻需要在運行時通過連結來進行。想必其中的區別大家應該明白了，不過要注意，只有在編譯期間能確切知道final變數值的情況下，編譯器才會進行這樣的最佳化，比如下面的這段代碼就不會進行最佳化：

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";     } } 

這段代碼的輸出結果為false。這裡要注意一點就是：不要以為某些資料是final就可以在編譯期知道其值，通過變數b我們就知道了，在這裡是使用getHello()方法對其進行初始化，他要在運行期才能知道其值。

2、被final修飾的引用變數指向的對象內容可變嗎？

在上面提到被final修飾的引用變數一旦初始化賦值之後就不能再指向其他的對象，那麼該引用變數指向的對象的內容可變嗎？看下面這個例子：

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; } 

這段代碼可以順利編譯通過並且有輸出結果，輸出結果為1。這說明引用變數被final修飾之後，雖然不能再指向其他對象，但是它指向的對象的內容是可變的。

3、final參數的問題

     在實際應用中，我們除了可以用final修飾成員變數、成員方法、類，還可以修飾參數、若某個參數被final修飾了，則代表了該參數是不可改變的。如果在方法中我們修改了該參數，則編譯器會提示你：The final local variable i cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment。看下面的例子：

public class TestFinal {        public static void main(String[] args){        TestFinal testFinal = new TestFinal();        int i = 0;        testFinal.changeValue(i);        System.out.println(i);            }        public void changeValue(final int i){        //final參數不可改變        //i++;        System.out.println(i);    }}

上面這段代碼changeValue方法中的參數i用final修飾之後，就不能在方法中更改變數i的值了。值得注意的一點，方法changeValue和main方法中的變數i根本就不是一個變數，因為java參數傳遞採用的是值傳遞，對於基本類型的變數，相當於直接將變數進行了拷貝。所以即使沒有final修飾的情況下，在方法內部改變了變數i的值也不會影響方法外的i。

再看下面這段代碼：

public class TestFinal {        public static void main(String[] args){        TestFinal testFinal = new TestFinal();        StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");        testFinal.changeValue(buffer);        System.out.println(buffer);            }        public void changeValue(final StringBuffer buffer){        //final修飾參考型別的參數，不能再讓其指向其他對象，但是對其所指向的內容是可以更改的。        //buffer = new StringBuffer("hi");        buffer.append("world");    }}

運行這段代碼就會發現輸出結果為 helloworld。很顯然，用final進行修飾雖不能再讓buffer指向其他對象，但對於buffer指向的對象的內容是可以改變的。現在假設一種情況，如果把final去掉，結果又會怎樣？看下面的代碼：

public class TestFinal {        public static void main(String[] args){        TestFinal testFinal = new TestFinal();        StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");        testFinal.changeValue(buffer);        System.out.println(buffer);            }        public void changeValue(StringBuffer buffer){        //buffer重新指向另一個對象        buffer = new StringBuffer("hi");        buffer.append("world");        System.out.println(buffer);    }}

運行結果：

hiworldhello

從運行結果可以看出，將final去掉後，同時在changeValue中讓buffer指向了其他對象，並不會影響到main方法中的buffer，原因在於java採用的是值傳遞，對於引用變數，傳遞的是引用的值，也就是說讓實參和形參同時指向了同一個對象，因此讓形參重新指向另一個對象對實參並沒有任何影響。

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