一文彻底搞懂 Java final 关键字

沉默王二2021年10月22日
大约 5 分钟

“哥,今天学什么呢?”

“今天学一个重要的关键字——final。 ”我面带着朴实无华的微笑回答着她,“对了,三妹,你打算考研吗?”

“还没想过,我今年才大一呢,到时候再说吧,你决定。”

“好吧。”我摊摊手,表示很无辜,真的是所有的决定都交给我这个哥哥了,如果决定错了,锅得背上。

01、final 变量

“好了,我们先来看 final 修饰的变量吧!”

“被 final 修饰的变量无法重新赋值。换句话说,final 变量一旦初始化,就无法更改。”

“来看这行代码。”

final int age = 18;

“当尝试将 age 的值修改为 30 的时候,编译器就生气了。”

“再来看这段代码。”

public class Pig {
   private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

“这是一个很普通的 Java 类,它有一个字段 name。”

“然后,我们创建一个测试类,并声明一个 final 修饰的 Pig 对象。”

final Pig pig = new Pig();

“如果尝试将 pig 重新赋值的话,编译器同样会生气。”

“但我们仍然可以去修改 pig 对象的 name。”

final Pig pig = new Pig();
pig.setName("特立独行");
System.out.println(pig.getName()); // 特立独行

“另外,final 修饰的成员变量必须有一个默认值,否则编译器将会提醒没有初始化。”

“final 和 static 一起修饰的成员变量叫做常量,常量名必须全部大写。”

public class Pig {
   private final int age = 1;
   public static final double PRICE = 36.5;
}

“有时候,我们还会用 final 关键字来修饰参数,它意味着参数在方法体内不能被再修改。”

“来看下面这段代码。”

public class ArgFinalTest {
    public void arg(final int age) {
    }

    public void arg1(final String name) {
    }
}

“如果尝试去修改它的话,编译器会提示以下错误。”

02、final 方法

“被 final 修饰的方法不能被重写。如果我们在设计一个类的时候,认为某些方法不应该被重写,就应该把它设计成 final 的。”

“Thread 类就是一个例子,它本身不是 final 的,这意味着我们可以扩展它,但它的 isAlive() 方法是 final 的。”

public class Thread implements Runnable {
    public final native boolean isAlive();
}

“需要注意的是,该方法是一个本地(native)方法,用于确认线程是否处于活跃状态。而本地方法是由操作系统决定的,因此重写该方法并不容易实现。”

“来看这段代码。”

public class Actor {
    public final void show() {

    }
}

“当我们想要重写该方法的话,就会出现编译错误。”

“三妹,来问你一个问题吧。”正想趁三妹回答问题的时候喝口水。

“你说吧,哥。”

“一个类是 final 的,和一个类不是 final,但它所有的方法都是 final 的,考虑一下,它们之间有什么区别?”

“我能想到的一点,就是前者不能被继承,也就是说方法无法被重写;后者呢,可以被继承,然后追加一些非 final 的方法。”还没等我把水咽下去,三妹就回答好了,着实惊呆了我。

“嗯嗯嗯,没毛病没毛病,进步很大啊!”

“那必须啊,谁叫我是你妹呢。”

03、final 类

“如果一个类使用了 final 关键字修饰,那么它就无法被继承.....”

“等等,哥,我知道,String 类就是一个 final 类。”还没等我说完,三妹就抢着说到。

“说得没毛病。”

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence,
               Constable, ConstantDesc {}

“那三妹你知道为什么 String 类要设计成 final 吗?”

“这个还真不知道。”三妹的表情透露出这种无奈。

“原因大致有 3 个。”

  • 为了实现字符串常量池
  • 为了线程安全
  • 为了 HashCode 的不可变性

“想了解更详细的原因,可以一会看看我之前写的这篇文章。”

为什么 Java 字符串是不可变的?open in new window

“任何尝试从 final 类继承的行为将会引发编译错误。来看这段代码。”

public final class Writer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

“尝试去继承它,编译器会提示以下错误,Writer 类是 final 的,无法继承。”

“不过,类是 final 的,并不意味着该类的对象是不可变的。”

“来看这段代码。”

Writer writer = new Writer();
writer.setName("沉默王二");
System.out.println(writer.getName()); // 沉默王二

“Writer 的 name 字段的默认值是 null,但可以通过 settter 方法将其更改为沉默王二。也就是说,如果一个类只是 final 的,那么它并不是不可变的全部条件。”

“关于不可变类,我之前也单独讲过一篇,你一会去看看。”

不可变类open in new window

“把一个类设计成 final 的,有其安全方面的考虑,但不应该故意为之,因为把一个类定义成 final 的,意味着它没办法继承,假如这个类的一些方法存在一些问题的话,我们就无法通过重写的方式去修复它。”


“三妹,final 关键字我们就学到这里吧,你一会再学习一下 Java 字符串为什么是不可变的和不可变类。”我揉一揉犯困的双眼,疲惫地给三妹说,“学完这两个知识点,你会对 final 的认知更清晰一些。”

“好的,二哥,我这就去学习去。你去休息会。”

我起身站到阳台上,看着窗外的车水马龙,不一会儿,就发起来呆。

“好想去再看一场周杰伦的演唱会,不知道 2021 有没有这个机会。”

我心里这样想着,天渐渐地暗了下来。


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