12. final修饰符

一、final修饰符概述

1. final可以修饰类、变量和方法

2. final修饰的类、变量和方法不可改变

3. 不允许为final变量重新赋值，子类不允许覆盖父类的final方法，final类不能派生子类

4. 通过使用final关键字，允许Java实现不可变类，不可变类会让系统更加安全

二、final成员变量

1. 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

2. 由于成员变量不一定需要显式初始化，故那些既没有在定义时指定初始值，也没有在初始化块、构造器中指定初始值的final成员变量的值将一直是系统默认分配的0、'\u0000'、false或null，这些final成员变量也就完全失去了存在的意义，因此Java规定：final修饰的成员变量必须由程序员显式地指定初始值

• final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
• final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

	// 定义final成员变量时指定默认值
	final int a = 6;

	// 下面final成员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;

	// 下面定义的ch实例变量是不合法的，因为没有显式指定初始值
	// 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
	{
		str = "Hello";
	}

	// 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
	{
		d = 3.14;
	}

	// 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()
	{
		c = 5;
	}

三、final局部变量

1. 相比于成员变量，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

• 如果在定义时指定了默认值，则后面代码中不能再对该变量赋值
• 如果在定义时未指定默认值，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

四、final变量→宏变量

1. 当某个final变量满足以下两个条件时，它就不再是一个变量，而是相当于一个直接量(即宏变量)

• 在该final变量定义时指定了初始值
• 该初始值可以在编译时就被确定下来

2. 除了为final变量赋值时赋直接量的情况外，如果被赋的表达式只是基本的算术表达式或字符串连接运算，没有访问普通变量，也没有调用方法，Java编译器同样会将这种final变量当成“宏变量”处理

		// ex：下面定义了4个final“宏变量”
		final int a = 5;
		final int b = 3 + 2;
		final double d = 1.2 / 3;
		final String str = "我爱" + "China";

		// 下面的ss变量的值因为调用了方法，所以无法在编译时被确定下来，ss也就不会被当成“宏变量”处理
		final String ss = "我爱China" + String.valueOf(1314);

　　

五、final方法

1. final修饰的方法不可被重写，但完全可以被重载

2. 由于子类无法重写父类的private方法（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() {}
}

注：虽然子类和父类都包含了同名的void test()方法，但子类并不是重写父类的方法，因此即使父类的void test()方法使用了final修饰，子类中依然可以定义void test()方法。

六、final类

1. final修饰的类不可以有子类，所以若某个类不想被继承，则可以使用final修饰该类

public final class FinalClass
{
}

// 下面的类定义将出现编译错误
class Sub extends FinalClass
{
}

七、不可变类

1. 不可变类是指创建该类的实例后，该实例的实例变量是不可改变的

2. Java提供的8个包装类和java.lang.String类都是不可变类

3. 如果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
• 如果有必要，重写Object类的hashCode()和equals()方法

/*
 * 定义一个不可变类Address
 */
public class Address
{
	// 不可变类的实例的实例变量不可改变
	private final String detail;
	private final String postCode;

	public Address()
	{
		detail = "";
		postCode = "";
	}

	public Address(String detail, String postCode)
	{
		this.detail = detail;
		this.postCode = postCode;
	}

	public String getDetail()
	{
		return this.detail;
	}
	public String getPostCode()
	{
		return this.postCode;
	}

	// 重写equals()方法，判断两个对象是否相等
	public boolean equals(Object obj)
	{
		// ...
	}
	public int hashCode()
	{
		return detail.hashCode() + postCode.hashCode() * 31;
	}
}

补：对于上面的Address类，当程序创建了Address实例后，将无法修改该Address实例的detail和postCode实例变量。

4. 不可变类的实例在整个生命周期中永远处于初始化状态，它的实例变量不可改变，因此对不可变类的实例的控制将更加简单

• 不可变类的实例状态不可改变，可以很方便地被多个对象所共享