Java中的final关键字

final关键字表示的不可变的。下面讨论final关键字使用的三种场合：数据、方法以及类。

final数据

1、final属性

程序中经常需要用到一些“常数”。常数主要应用于两个方面：

编译期常数，永远不会改变
在运行期初始化一个值，不希望它发生改变。

对于编译期的常数，计算可以在编译期间提前执行，可以将常数值直接用于程序中。Java中，这种常数必须是基本数据类型。前置关键字final声明。定义时必须提供一个值。

class Person {
    final String name;  // name未初始化，编译出错
}

如果对对象句柄使用final，final会将句柄变成一个常数。进行声明时，必须将句柄初始化到一个具体的对象，而且不能将句柄指向另一个对象。

class Person {
    String name = "张三";
}

public class FinalDemo {

    public static void main(String[] args) {
        final Person p = new Person();
        p = new Person();   // Error:无法为最终变量p分配值
    }
}

然而，对象本身是可以修改的。

class Person {
    String name = "张三";
}

public class FinalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        final Person p = new Person();
        p.name = "萧萧弈寒";
    }
}

一个可能的结果：

name = fd1,i1 = 0, i2 = 6

name = fd2,i1 = 8, i2 = 6

i1，i2是在运行期间随机产生的数据。

2、空白final

Java1.1允许创建“空白final”,它们属于特殊字段。尽管被声明为final，但是却未得到一个初始值。即便如此，空白final还是必须在使用之前得到初始化。示例：

class Person {}

public class FinalDemo {
    final int i;
    final Person p;

    FinalDemo() {
        i = 1;
        p = new Person();
    }

    FinalDemo(int x) {
        i = x;
        p = new Person();
    }

    public static void main(String[] args) {
        FinalDemo fd = new FinalDemo();
    }
}

现在强行要求对final进行赋值处理，要么在定义字段时使用一个表达式，要么在每个构建器中。

3、用final修饰参数

查了一些资料，很多人都说用final修饰方法参数是防止参数在调用时被修改。个人认为这种说法其实有两种理解：一种是变量的实际值不会被修改，另一种是在方法内部不能被修改。无论是基本参数类型还是引用类型，前一种说法都是错误的。因为Java是值传递。

public class FinalDemo {

    static void f(final int i) {
        i++;    // 无法为final变量赋值，编译错误
    }

    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;
        f(x);   // ①
    }
}

①处调用的f方法只是将x的值赋给了i，实际上i和x是两个变量。

再看下面的例子：

class Person {
    String name = "张三";
}

public class FinalDemo {

    public static void main(String[] args) {
        final Person p = new Person();
        changeName(p);
        System.out.println(p.name);
    }

    static void changeName(final Person p) {
        p.name = "萧萧弈寒";
    }
}

【运行结果】:

萧萧弈寒

由此说明，final并不能阻止changeName()方法改变p的内容。接下来，我们删除修饰参数的final，然后在changeName方法体内改变p指向的实例：

class Person {
    String name = "张三";
}

public class FinalDemo {

    public static void main(String[] args) {
        final Person p = new Person();
        p.name = "萧萧弈寒";
        changeName(p);
        System.out.println(p.name);
    }

    static void changeName(Person p) {
        p = new Person();
    }
}

【运行结果】：
changeName中的name:张三
萧萧弈寒

我们可以看出,虽然方法体内的p指向了其他对象，但是对于main方法中的p并没有影响。原因还是Java是值传递的。具体的请参考Java值传递还是引用传递？

final方法

final方法主要有两个方面的作用：一种是防止任何继承类覆盖方法。若希望一个方法的行为在继承期间保持不变，不可被覆盖和改写，就可以采取这种做法。另一种是提高程序执行的效率。将一个方法设成final后，编译器就会忽略为执行方法调用机制而采取的常规代码插入方法(将自变量压入堆栈；跳至方法代码并执行它；跳回来；清除堆栈自变量；最后对返回值进行处理)。它会用方法主体内实际代码的一个副本来替换方法调用。这样可以避免方法调用时的系统开销。若方法体太大，可能效率也得不到提升。

class Human {
    public final void show() {
        //...
    }
}
public class Man extends Human{
    public void show() {}   //Cannot override the final method from Human
}

类内所有的private方法都自动成为final。由于不能访问一个private方法，所以它绝对不会被覆盖。

final类

如果整个类都是final，就表明这个类不允许被继承。或者出于安全方面的理由，不希望进行子类化。除此之外，或许还考虑执行效率的问题，确保涉及这个类各对象的所有行动都要尽可能地有效。

final class Human {
}

public class Man extends Human{ // The type Man cannot subclass the final class Human
}

注意：数据成员既可以是final，也可以不是。无论类是否被定义成final，应用于final的规则同样适用于数据成员。

将类定义成final后，结果只是禁止被继承。由于禁止了继承，所以一个final类中的所有方法都默认为final。