《OnJava》-- final关键字

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根据上下文环境，Java 的关键字 final 的含义有些微的不同，但通常它指的是“这是不能被改变的”。防止改变有两个原因：设计或效率。因为这两个原因相差很远，所以有可能误用关键字 final。

以下几节讨论了可能使用 final 的三个地方：数据、方法和类。

final 数据

许多编程语言都有某种方法告诉编译器有一块数据是恒定不变的。恒定是有用的，如：

  1. 一个永不改变的编译时常量。
  2. 一个在运行时初始化就不会改变的值。

对于编译时常量这种情况，编译器可以把常量带入计算中；也就是说，可以在编译时计算，减少了一些运行时的负担。在 Java 中，这类常量必须是基本类型，而且用关键字 final 修饰。你必须在定义常量的时候进行赋值。

一个被 static 和 final 同时修饰的属性只会占用一段不能改变的存储空间。

当用 final 修饰对象引用而非基本类型时，其含义会有一点令人困惑。

  1. 对于基本类型，final 使数值恒定不变，
  2. 而对于对象引用，final 使引用恒定不变。一旦引用被初始化指向了某个对象，它就不能改为指向其他对象。但是，对象本身是可以修改的，Java 没有提供将任意对象设为常量的方法。（你可以自己编写类达到使对象恒定不变的效果）这一限制同样适用数组，数组也是对象。

下面例子展示了 final 属性的使用：

import java.util.*;

class Value {
    int i; // package access
    
    Value(int i) {
        this.i = i;
    }
}

public class FinalData {
    private static Random rand = new Random(47);
    private String id;
    
    public FinalData(String id) {
        this.id = id;
    }
    // Can be compile-time constants:
    private final int valueOne = 9;
    private static final int VALUE_TWO = 99;
    // Typical public constant:
    public static final int VALUE_THREE = 39;
    // Cannot be compile-time constants:
    private final int i4 = rand.nextInt(20);
    static final int INT_5 = rand.nextInt(20);
    private Value v1 = new Value(11);
    private final Value v2 = new Value(22);
    private static final Value VAL_3 = new Value(33);
    // Arrays:
    private final int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    
    @Override
    public String toString() {
        return id + ": " + "i4 = " + i4 + ", INT_5 = " + INT_5;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        FinalData fd1 = new FinalData("fd1");
        //- fd1.valueOne++; // Error: can't change value
        fd1.v2.i++; // Object isn't constant
        fd1.v1 = new Value(9); // OK -- not final
        for (int i = 0; i < fd1.a.length; i++) {
            fd1.a[i]++; // Object isn't constant
        }
        //- fd1.v2 = new Value(0); // Error: Can't
        //- fd1.VAL_3 = new Value(1); // change reference
        //- fd1.a = new int[3];
        System.out.println(fd1);
        System.out.println("Creating new FinalData");
        FinalData fd2 = new FinalData("fd2");
        System.out.println(fd1);
        System.out.println(fd2);
    }
}

输出：

fd1: i4 = 15, INT_5 = 18
Creating new FinalData
fd1: i4 = 15, INT_5 = 18
fd2: i4 = 13, INT_5 = 18

因为 valueOne 和 VALUE_TWO 都是带有编译时值的 final 基本类型，它们都可用作编译时常量，没有多大区别。

VALUE_THREE 是一种更加典型的常量定义的方式：public 意味着可以在包外访问，static 强调只有一个，final 说明是一个常量。

我们不能因为某数据被 final 修饰就认为在编译时可以知道它的值。

由上例中的 i4 和 INT_5 可以看出，它们在运行时才会赋值随机数。示例部分也展示了将 final 值定义为 static 和非 static 的区别。此区别只有当值在运行时被初始化时才会显现，因为编译器对编译时数值一视同仁。（而且编译时数值可能因优化而消失。）当运行程序时就能看到这个区别。注意到 fd1 和 fd2 的 i4 值不同，但 INT_5 的值并没有因为创建了第二个 FinalData 对象而改变，这是因为它是 static 的，在加载时已经被初始化，并不是每次创建新对象时都初始化。

v1 到 VAL_3 变量说明了 final 引用的意义。正如你在 main() 中所见，v2 是 final 的并不意味着你不能修改它的值。因为它是引用，所以只是说明它不能指向一个新的对象。这对于数组具有同样的意义，数组只不过是另一种引用。（我不知道有什么方法能使数组引用本身成为 final。）看起来，声明引用为 final ，没有声明基本类型 final 有用。

final 参数

在参数列表中，将参数声明为 final 意味着在方法中不能改变参数指向的对象或基本变量：

// reuse/FinalArguments.java
// Using "final" with method arguments
class Gizmo {
    public void spin() {
        
    }
}

public class FinalArguments {
    void with(final Gizmo g) {
        //-g = new Gizmo(); // Illegal -- g is final
    }
    
    void without(Gizmo g) {
        g = new Gizmo(); // OK -- g is not final
        g.spin();
    }
    
    //void f(final int i) { i++; } // Can't change
    // You can only read from a final primitive
    int g(final int i) {
        return i + 1;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        FinalArguments bf = new FinalArguments();
        bf.without(null);
        bf.with(null);
    }
}

方法 f() 和 g() 展示了 final 基本类型参数的使用情况。你只能读取而不能修改参数。这个特性主要用于传递数据给匿名内部类。这将在”内部类“章节中详解。


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