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程式開發

Java-技术专题-final关键字


1. 作用

final在Java中可以声明成员变量、方法、方法参数、类以及本地变量。

1.1 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。

基本数据类型,其值不可变引用类型,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,但是它指向的对象的内容是可变的。

对于final修饰的成员变量,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,在这两个地方赋初始值。

最后注意的一点是,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。

1.2 final方法参数

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
}
}

1.3 final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。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。

1.4 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, Integer以及其他包装类。

2. final关键字好处

final关键字提高了性能。JVM和Java应用都会缓存final变量。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。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。

3. 易混知识点

3.1 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?

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。

3.2 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,因为static是类变量。