Java中final修饰的数据

final是Java中的一个重要关键字，本篇将从final修饰数据、方法和类三个角度做出总结。

Java中final修饰的数据

final修饰的数据代表着：永远不变。意思是，一旦你用final修饰一块数据，你之后就只能看看它，你想修改它，没门。

我们不希望改变的数据有下面两种情况：

• 永不改变的编译时常量。

//编译时知道其值
private final int valueOne = 9;


• 在运行时（不是编译时）被初始化的值，且之后不希望它改变。

//在编译时不能知道其值
private final int i4 = rand.nextInt(20);


设置成常量有啥好处呢？

很简单，让编译器觉得简单，就是最大的好处。比如把PI设置成final，且给定值为3.14，编译器自然会觉得这个东西不会再被修改了，是足够权威的。那么，编译器就会在运行之前（编译时）就把这3.14代入所有的PI中计算，这样在真正运行的时候，速度方面当然会快一点。

有初始值的final域

即声明为final且当场就给定初始值的域。

private final int valueOne = 9;


final+基本数据类型

final修饰的基本数据类型变量存储的数值永恒不变。

/*基本类型变量*/
//带有编译时数值的final基本类型
private final int valueOne = 9;
private static final int VALUE_TWO = 99;
public static final int VALUE_THREE = 39;
//!false:fd1.valueOne++;
//!false:fd1.VALUE_TWO++;
//!false:fd1.VALUE_THREE++;


康康上面醒目的三句false语句，很好地印证了我们之前说的：数值不让改！！！

需要注意的是，按照惯例，下面是定义常量的典型方式：

//典型常量的定义方式
public static final int VALUE_THREE = 39;


• public修饰符使其可被用于包之外。
• static使数据只有一份。
• final表示其无法被更改
• 名称全为大写英文字母，以下划线隔开。

final+引用数据类型

我们之前说过，基本类型存数值，引用类型存地址值。那么既然final+基本数据类型不让改数值，聪明的我们稍微一联想就明白，final+引用数据类型就是不让你改变量存储实际对象的地址值啦。（也就是不能再让它指向新的对象，很专一）

private Value v1 = new Value(1);
private final Value v2 = new Value(22);
private static final Value V_3 = new Value(333);

//引用变量并不是常量，存储地址可以改变
fd1.v1 = new Value(10);//v2是引用变量，final修饰之后表示地址不能改变，但是实际对象的值是可以改变的
fd1.v2.i++;
//!false:fd1.v2 = new Value(3);//V_3与v2类似，是静态和非静态的区别，下面会说明
fd1.V_3.i++;
//!false:fd1.V_3 = new Value(10);
}

通过例子，确实也证明上面所说，一个以final修饰的引用数据类型变量，无法再指向一个新的对象，因为它所存储的地址值已经无法被更改，但是并不影响它指向的实际对象。就拿一个比较典型的引用类型来举例，我们知道数组就是一种典型的引用类型，数组的引用变量存储的是数组再堆中的地址，堆中存放的就是数组每个索引的数值。

/*引用变量之数组*/
private final int[] a = {1,2,3,4,5,6};


引用变量a被指定为final，所以它里面的地址值不能再改，也就无法再让它指向一个新的数组。

//!false:fd1.a = new int[]{2,3,4,5,6,7};
for (int i = 0; i < fd1.a.length; i++) {
fd1.a[i]++;


但是，它指向的数组里的每个元素却可以改动，因为数组中的元素并没有任何的限定。

final与static final

private final int i4 = rand.nextInt(20);
static final int INT_5 = rand.nextInt(20);


System.out.println(fd1);//fd1: i4 = 15,INT_518FinalData fd2 = new FinalData("fd2");
System.out.println(fd2);//fd2: i4 = 13,INT_518
FinalData fd3 = new FinalData("fd3");
System.out.println(fd3);//fd3: i4 = 1,INT_5 = 18


• 上面示例分别创建了三个不同的对象，对其final 和final static 进行测试。
• 需要明确的是，两者都以final修饰，都不能被改变。
• 三个对象的i4值，没有用static修饰，不相同且不能改变。
• 而INT_5的值因为被static修饰，在类加载时已经被初始化，不随对象改变而改变。

空白final域

即声明为final却没有给定初始值的域。

private final String id;//空白final


如果只有上面的这句，编译器会报错，因为它没有初始化。

Variable 'id' might not have been initialized


所以，若定义了空白final域，一定记得在构造器中给它赋值！（必须在域的定义处或者每个构造器中以表达式对final进行赋值，因为系统不会为final域默认初始化）

//在构造器中为空白final域赋初值
public FinalData(){
id = "空白final默认id";
}
public FinalData(String id){
this.id = id;
}


不要试图在初始化之前访问域，不然会报错。

final让域可以根据对象的不同而不同，增加灵活性的同时，又保留不被改变的特性。

final修饰的参数

基本数据类型的参数

类似地，就是传入的参数不让改，只让读，这一点很好理解。

public int finalParamTest(final int i){
//!false:i++;
//不让改，只让读
return i+1;
}


但是，我又新增了许多测试,分别定义四种不同的参数传入该方法，发现传入param0和param1编译会报错。（非常疑惑，这部分书上没提，查了许多资料也没有理解清楚，希望大牛可以评论区指点迷津）

/*检测传入参数*/
int param0 = 5;
final int param1 = 10;
static final int PARAM_2 = 15;
static int param3 = 20;
//!false:System.out.println(fd1.finalParamTest(param0));
//!false:System.out.println(fd1.finalParamTest(param1));
//non-static field'param1' cannot be referenced from a static context
System.out.println(fd1.finalParamTest(PARAM_2));
System.out.println(fd1.finalParamTest(param3));
/*为什么形参列表里的参数用final修饰，但是用final修饰的param1无法传进去，
一定要static修饰？*/


引用数据类型的参数

public void finalReferenceTest(final FinalData fd){
//!false:fd = new FinalData();
//不能再指向新的对象，存储地址不准变
fd.param0++;
}


还是类似，不可以让这个引用类型的参数再指向新的对象，但是可以改变其实际指向对象的值。

最后的最后，下面的代码是根据《Thinking in Java》中的示例，结合自己的思想，将各个板块融合而成的超级无敌测试代码，冲冲冲！

package com.my.pac16;import java.util.Arrays;
import java.util.Random;/**
* @auther Summerday
*/class Value{
int i;//package access
public Value(int i){
this.i =i;
}}
/*final域在使用前必须被初始化：定义时，构造器中*/
public class FinalData {
/*检测传入参数*/
int param0 = 5;
final int param1 = 10;
static final int PARAM_2 = 15;
static int param3 = 20;
private static Random rand = new Random(47);
private final String id;//空白final
public FinalData(){
id = "空白final默认id";
}
public FinalData(String id){
this.id = id;
}
//带有编译时数值的final基本类型
private final int valueOne = 9;
private static final int VALUE_TWO = 99;
//典型常量的定义方式
public static final int VALUE_THREE = 39;
//在编译是不能知道其值
private final int i4 = rand.nextInt(20);
static final int INT_5 = rand.nextInt(20);
private Value v1 = new Value(1);
private final Value v2 = new Value(22);
private static final Value V_3 = new Value(333); private final int[] a = {1,2,3,4,5,6};
@Override
public String toString(){
return id+": "+"i4 = "+i4+",INT_5 = "+INT_5;
}
public int finalParamTest(final int i){
//!false:i++;
//不让改，只让读
return i+1;
}
public void finalReferenceTest(final FinalData fd){
//!false:fd = new FinalData();
//不能再指向新的对象，存储地址不准变
fd.param0++; } public static void main(String[] args) {
FinalData fd1 = new FinalData("fd1");
/*基本类型变量*/
//!false:fd1.valueOne++;
//!false:fd1.VALUE_TWO++;
//!false:fd1.VALUE_THREE++;
/*引用变量*/
fd1.v1 = new Value(10);
fd1.v2.i++
//!false:fd1.v2 = new Value(3);
System.out.println("fd1.v2.i = [" + fd1.v2.i + "]"); //!false:fd1.V_3 = new Value(10);
fd1.V_3.i++;
System.out.println("fd1.V_3.i = [" + fd1.V_3.i + "]");
/*引用变量之数组*/
System.out.println("before:fd1.a[] = " + Arrays.toString(fd1.a)); /*数组引用变量a是final修饰，
但是不代表它指向的数据值是final，
而是a存储的地址值不能改变
*/
//!false:fd1.a = new int[]{2,3,4,5,6,7};
for (int i = 0; i < fd1.a.length; i++) {
fd1.a[i]++;
}
System.out.println("after :fd1.a[] = " + Arrays.toString(fd1.a));
/*final 与static final*/
//下面示例分别创建了三个不同的对象，对其final 和final static 进行测试
/*可以发现，三个对象的i4值是随机生成且不能改变的，且不相同,
而INT_5的值不随对象改变而改变，因为被static修饰，在类加载时已经被初始化*/
System.out.println(fd1);//fd1: i4 = 15,INT_518 FinalData fd2 = new FinalData("fd2");
System.out.println(fd2);//fd2: i4 = 13,INT_518
FinalData fd3 = new FinalData("fd3");
System.out.println(fd3);//fd3: i4 = 1,INT_5 = 18 //!false:System.out.println(fd1.finalParamTest(param0));
//!false:System.out.println(fd1.finalParamTest(param1));
//non-static field'param1' cannot be referenced from a static context
System.out.println(fd1.finalParamTest(PARAM_2));
System.out.println(fd1.finalParamTest(param3));
/*为什么形参列表里的参数用final修饰，但是用final修饰的param1无法传进去，
一定要static修饰？*/ System.out.println("fd1.param0 = "+fd1.param0);
fd1.finalReferenceTest(fd1);
System.out.println("fd1.param0 = "+fd1.param0);
}}

Java中final修饰的方法

• final修饰的方法不能被重写，但是可以被重载。
• private被认为是final，再加一个final也没啥额外意义。
• 需要注意的是：子类中定义了一个与父类private或private final修饰的方法时，其实是重新定义了一个方法，并不是方法重写。（因为final修饰的方法无法被重写，可用@Override注解加以验证。

package com.my.pac16;/**
* @auther Summerday
*/
public class FinalMethod {
public final int age = 10;
public final void test() {
System.out.println("test()");
} private final void test2() {
System.out.println("test2()");
}}final class Subclass extends FinalMethod {
//不能重写：public final void test()
//可以重载
public final void test(int a) {
System.out.println("test()");
} //!false:@Override
public final void test2() {
System.out.println("is not override test2()");
} public static void main(String[] args) {
Subclass sb = new Subclass();
sb.test(2);
sb.test();
sb.test2();//并不是重写
System.out.println(sb.age);//final修饰的域可以被继承
}
}


Java中final修饰的类

• final修饰的类无法被继承。

• Java中的String类就是典型的例子。
  
  public final class String extends Object

• 一个类被final修饰，里面的成员自然也就相当于用final修饰。

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参考书籍：《Thinking in Java》