Java Review (十二、面向对象----final 修饰符)

2022-03-19 08:53:58

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final变量

- 不可变类

final关键宇可用于修饰类、方法和变量，被它修饰的类、方法和变量不可改变。

final变量

final 成员变量

成员变量是随类初始化或对象初始化而初始化的。

当类初始化时，系统会为该类的类变量分配内存，并分配默认值 ;
当创建对象时，系统会为该对象的实例变量分配内存，并分配默认值。

对于 final 修饰的成员变量而言，一旦有了初始值，就不能被重新赋值，如果既没有在定义成员变量时指定初始值，也没有在初始化块、构造器中为成员变量指定初始值，那么这些成员变量的值将一直是系统默认分配的0、’\u000’、false或 null ，这些成员变也就完全失去了存在的意义。因此:

Java语法规定 final 修饰的成员变量必须由程序员显式地指定初始值。

归纳起来， final 修饰的类变量、实例变量能指定初始值的地方如下:

类变量 : 必须在静态初始化块中指定初始值或声明该类变量时指定初始值，而且只能在两个地方的其中之一指定。
实例变量:必须在非静态初始化块、声明该实例变量或构造器中指定初始值，而且只能在三个地方的其中之一指定。

final成员变量实例

public class FinalVariableTest{
    //定义成员变量时指定默认值，合法
   final int a = 6;
   //下面变量将在构造器或初始化块中分配初始值
    final String str;
   final int c;
   final static double d ;
   //既没有指定默认值 ，又没有在初始化块、构造器中指定初始值
    //下面定义的 ch 实例变量是不合法的
    // final char ch;
    //初始化块 ，可对没有指定默认值的实例变量指定初始值
   //;在初始化块中为实例变囊指定初始值，合法
   str = "He110";
  //定义 a 实例变量时已经指定了默认值
  //不能为 a 重新赋值，因此下面赋值语句非法
   // a = 9;
   
   //静态初始化块，可对没有指定默认值的类变量指定初始值
   static{
       //在静态初始化块中为类变量指定初始值，合法
       d = 5 . 6;
    }
    
     //构造器，可对既没有指定默认值， 又没有在初始化块中
     //指定初始值的实例变量指定初始值
  public FinalVariableTest (){
     //如果在初始化块中已经对 str 指定了初始值
    //那么在构造器中不能对 final 变量重新赋值，下面赋值语句非法
    // str = "java";
    c = 5;
    }
    
   public void changeFinal( ){
     //普通方法不能为 final 修饰的成员变量赋值
     //d= 1. 2;
    //不能在普通方法中为 final 成员变量指定初始值
   // ch = ' a ';
   }
   
publ i c static void main(String[] args){
    FinalVariableTest ft = new FinalVariableTest();
    System.out . println(ft . a);
    System . out.println(ft.c) ;
    System . out.println(ft.d);
    }

}

final局部变量

系统不会对局部变量进行初始化，局部变量必须由程序员显式初始化。因此：

使用 final 修饰局部变量时，既可以在定义时指定默认值，也可以不指定默认值。

如果 final 修饰的局部变量在定义时没有指定默认值，则可以在后面代码中对该 final 变量赋初始值，但只能一次，不能重复赋值 ;
如果 final 修饰的局部变量在定义时己经指定默认值，则后面代码中不能再对该变量赋值。

final修饰局部变量、形参实例

pub1ic c1ass Fina1Loca1Variab1eTest{
  pub1ic void test( final int a){
   // 不能对 fina1 修饰的形参赋值，下面语句非法
   // a = 5;
   }
   
 pub1ic static void main(String[] args){
   //定义 fina1 局部变量时指定默认值，则 str 变量无法重新赋值
   final String str = "hello";
   //下面赋值语句非法
   // str = " Java";
   // 定义 fina1 局部变量时没有指定默认值，则 d 变量可被赋值一 次
  final double d;
  // 第一次赋初始值，成功
  d = 5.6;
  // 对 fina1 变量重复赋值 ， 下面语句非法
  // d = 3.4;
  }
  
}

final 修饰基本类型变量和引用类型变量的区别

当使用 final 修饰基本类型变量时，不能对基本类型变量重新赋值，因此基本类型变量不能被改变。
但对于引用类型变量而言，它保存的仅仅是一个引用， final 只保证这个引用类型变量所引用的地址不会改变，即一直引用同一个对象，但这个对象完全可以发生改变。

final 修饰基本类型变量和引用类型变量的区别实例

c1ass Person{
   private int age;
   pub1ic Person() {
   }
  // 有参数的构造器
  pub1ic Person(int age){
   this.age = age;
   //省略 age 的 setter 和 getter 方法
   //age 的 setter 和 getter 方法
  }
}  
 
pub1ic c1ass Fina1ReferenceTest{
  pub1ic static void main(String[] args){
    //fina1 修饰数组变量， iArr 是一个引用变量
   fina1 int[] iArr = (5 , 6, 12, 9) ;
   System.out.print1n(Arrays.toString(iArr));
   //对数组元素进行排序，合法
   Arrays.sort(iArr);
   System.out.println(Arrays.toString(iArr));
  //对数组元素赋值，合法
  iArr[2] = - 8 ;
  System.out.println(Arrays.toString (iArr) );
  // 下面语句对 iArr 重新赋值，非法
  // iArr = null;
  // final 修饰 Person 变量 ， p 是一个引用变量
  final Persoηp =new Person(45) ;
  // 改变 Person 对象的 age 实例变量 ，合法
  p.setAge(23) ;
  System.out.println(p.getAge()) ;
  //下面语句对 p 重新赋值 ，非法
 // p = null;
}

}

final方法

之所以要使用final 方法，可能是出于对两方面理由的考虑。

第一个是为方法“上锁”，防止任何子类改变它的本来含义。用final修饰的方法的行为在继承期间保持不变，而且不可被重写。
采用final 方法的第二个理由是程序执行的效率——将一个方法设成 final 后，编译器就可以把对那个方法的所有调用都置入“嵌入”调用里。只要编译器发现一个final 方法调用，就会（编译器判断）忽略为执行方法调用机制而采取的常规代码插入方法（将变量压入堆栈；跳至方法代码并执行它；跳回来；清除堆栈变量；最后对返回值进行处理）。相反，它会用方法主体内实际代码的一个副本来替换方法调用。这样做可避免方法调用时的系统开销。


public class Test{
    public final void changeName(){
       // 方法体
    }
}

对于一个 private 方法，因为它仅在当前类中可见，其子类无法访问该方法，所以子类无法重写该方法一一如果子类中定义一个与父类 private 方法有相同方法名、相同形参列表、相同返回值类型的方法，也不是方法重写，只是重新定义了一个新方法。因此，即使使用 final 修饰一个 private 访问权限的方法，依然可以在其子类中定义与该方法具有相同方法名、相同形参列表、相同返回值类型的方法。

public class PrivateFinalMethodTest{
  private final void test(){}
}  
class Sub extends PrivateFinalMethodTest{
  //下面的方法定义不会出现 问题
  public void test(){}
}

final 修饰的方法不能被重写，但是可以被重载。

final类

final 修饰的类不可被继承。

public final class Test {
   // 类体
}

不可变类

不可变( immutable ) 类的意思是创建该类的实例后，该实例的实例变量是不可改变的。 Java 提供的 8 个包装类和 java.lang.String 类都是不可变类，当创建它们的实例后，其实例的实例变量不可改变。

Double d = new Double(6.5) ;
String str =new String( "Hello");

如果需要创建自定义的不可变类，可遵守如下规则。

使用 private 和 final 修饰符来修饰该类的成员变量。
提供带参数构造器，用于根据传入参数来初始化类里的成员变量。
仅为该类的成员变量提供 getter 方法，不要为该类的成员变量提供 setter 方法，因为普通方法无法修改 final 修饰的成员变量。
如果有必要，重写 Object 类的 hashCode()和 equals()方法, equals()方法根据关键成员变量来作为两个对象是否相等的标准，除此之外，还应该保证两个用 equals()方法判断为相等的对象的 hashCode()也相等。

定义一个不可变的 Address 类，程序把 Address 类的 detail 和 postCode 成员变量都使用 private隐藏起来，并使用 final 修饰这两个成员变量，不允许其他方法修改这两个成员变量的值。

public class Address{
   private final String detail ;
   private final String postCode ;
   // 在构造器里初始化两个实例变量
   public Address(){
    this .detail = "";
    this.postCode = "";
   }
   
  pub1ic Address(String detai1 , String postCode){
   this.deta = deta ;
   this.postCode = postCode ;
  }
   
  //仅为两个实例变量提供 getter 方法
  pub1ic String getDetai1(){
   return this.detai1 ;
  }
   
  pub1ic String getPostCode(){
   return this.postCode;
  }
   
  //重写 equa1s ()方法，判断两个对象是否相等
  pub1ic boo1ean equa1s(Object obj){
    if (this == obj ){
     return true ;
   }
   
   if(obj != nu11 && obj.getC1ass() == Address.c1ass{
    Address ad = (Address)obj;
    //当 detai1 和 postCode 相等时 ， 可认为两个 Address 对象相等
    if(this . getDeta 工 1() .equa1s (ad . getDetai1())&& this.getPostCode (} . equa1s(ad.getPostCode())){
        return true ;
    }
   } 
  return fa1se ;
 } 
 
 pub1ic int hashCode(){
   return detai1.hashCode() + postCode.hashCode()*31;
 }

}

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参考：

【1】：《疯狂Java讲义》

【2】：https://www.runoob.com/java/java-modifier-types.html

【3】：《Java编程思想》

码农公寓