Java final关键字
2017-11-05 15:08:47
- final关键字
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。
使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义；第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中，会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大，可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升。在最近的Java版本中，不需要使用final方法进行这些优化了。 --Java编程思想
一、final修饰符的作用：
- 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。
- 用来修饰方法参数，表示在变量的生存期中它的值不能被改变。
注意：类的private方法会隐式地被指定为final方法。
final变量存放在方法区的常量池中
~ final类：
final类不能被继承，因此final类的成员方法没有机会被覆盖，默认都是final的。在设计类时候，如果这个类不需要有子类，类的实现细节不允许改变，并且确信这个类不会载被扩展，那么就设计为final类。
~ final方法：
如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，则可以把这个方法声明为final方法。
使用final方法的原因有二：
第一、把方法锁定，防止任何继承类修改它的意义和实现。
第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制，大大提高执行效率。
~ final变量（常量）：
用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！
final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。
另外，final变量定义的时候，可以先声明，而不给初值，这中变量也称为final空白，无论什么情况，编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化。但是，final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性，为此，一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同，却有保持其恒定不变的特征。
~ final参数：
当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。
二、深入理解final关键字
~ final变量与普通变量的区别
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。
String a = "hello2";
String t = "hello2";
final String b = "hello";
String d = "hello";
String c = b + 2;
String e = d + 2;
String f = "hello" + 2;
System.out.println(e);
System.out.println((a == c)); //true
System.out.println((a == e)); //false
System.out.println((a == t)); //true
System.out.println((a == f)); //true
首先来解释一下为什么第二个为false，第三个为true。
其实这两个是很简单的，第二个为false是因为Java中的+其实在底层是调用了new StringBuilder()操作，这样的操作不是直接从常量池中取数据的地址，所以自然最后比较地址的时候就不一样了。
第三个为true的原因是，这两个的地址值均为在常量池中的地址值，因此是一样的。
那么为什么第一个也是true呢？
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。
其实这就和最后的f是同样的，这里是做了一个编译器的优化操作的结果。
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。这里要注意一点就是：不要以为某些数据是final就可以在编译期知道其值，通过变量b我们就知道了，在这里是使用getHello()方法对其进行初始化，他要在运行期才能知道其值。
~ 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。
~ final参数
在实际应用中，我们除了可以用final修饰成员变量、成员方法、类，还可以修饰参数、若某个参数被final修饰了，则代表了该参数是不可改变的。如果在方法中我们修改了该参数，则编译器会提示你：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参数不可改变
//i++;
System.out.println(i);
}
}
上面这段代码changeValue方法中的参数i用final修饰之后，就不能在方法中更改变量i的值了。值得注意的一点，方法changeValue和main方法中的变量i根本就不是一个变量，因为java参数传递采用的是值传递，对于基本类型的变量，相当于直接将变量进行了拷贝。所以即使没有final修饰的情况下，在方法内部改变了变量i的值也不会影响方法外的i。
再看下面这段代码：
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修饰引用类型的参数，不能再让其指向其他对象，但是对其所指向的内容是可以更改的。
//buffer = new StringBuffer("hi");
buffer.append("world");
}
}
运行这段代码就会发现输出结果为 helloworld。很显然，用final进行修饰虽不能再让buffer指向其他对象，但对于buffer指向的对象的内容是可以改变的。现在假设一种情况，如果把final去掉，结果又会怎样？看下面的代码：
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重新指向另一个对象
buffer = new StringBuffer("hi");
buffer.append("world");
System.out.println(buffer);
}
}
运行结果：
hiworld hello
运行结果可以看出，将final去掉后，同时在changeValue中让buffer指向了其他对象，并不会影响到main方法中的buffer，原因在于java采用的是值传递，对于引用变量，传递的是引用的值，也就是说让实参和形参同时指向了同一个对象，因此让形参重新指向另一个对象对实参并没有任何影响。
换句话说，引用类型其实是一种弱化的指针，final限定的引用类型的变量其实是限定了这个指针的指向，但指针指向的内存中地址的值确是可以自行改变的。
