110. Java 继承 - 编写 `final` 类和方法110. Java 继承 - 编写 final 类和方法在

110. Java 继承 - 编写 `final` 类和方法

在 Java 中，我们可以通过 final 关键字来限制类和方法的继承或重写。使用 final 来标记类和方法，可以有效地防止它们被进一步修改或继承，从而确保其行为不发生意外的变化。

`final` 方法

final 方法是指该方法不能被子类重写（覆盖）。如果你希望方法的实现保持不变，并且该方法对对象的行为或一致性至关重要，那么你应该将其声明为 final。

使用场景：当一个方法的实现是完整且不应被修改时，尤其是在一些不可更改的核心功能中。
示例：假设你有一个用于象棋游戏的算法类，其中 getFirstPlayer() 方法提供了第一个玩家的定义。你不希望任何子类覆盖这个方法，因此将其声明为 final。

示例：

class ChessAlgorithm {
    enum ChessPlayer { WHITE, BLACK }

    // 声明为 final，防止子类覆盖
    final ChessPlayer getFirstPlayer() {
        return ChessPlayer.WHITE;  // 返回白色玩家作为第一个玩家
    }

    // 其他方法
    public void startGame() {
        // 游戏开始的逻辑
    }
}

在这个例子中，getFirstPlayer() 方法被声明为 final，意味着任何继承自 ChessAlgorithm 类的子类都不能覆盖这个方法。如果你尝试在子类中重写它，将会导致编译时错误。

为什么使用 `final` 方法？

保持一致性：在类设计中，如果某个方法的行为对对象的一致性非常重要，应该防止任何子类对其进行重写。
性能优化：JVM 对 final 方法可以做额外的优化，例如内联。虽然这在大多数情况下影响较小，但在性能敏感的应用中可能是一个加分项。

`final` 类

将类声明为 final，意味着该类不能被继承。final 类无法作为父类，无法被子类扩展。

使用场景：通常用于不希望被扩展的类，尤其是不可变类（例如 String 类）。这种设计有助于确保类的行为不会被改变，保证其线程安全性和一致性。

示例：

final class StringManipulator {
    public String reverseString(String str) {
        StringBuilder reversed = new StringBuilder(str);
        return reversed.reverse().toString();
    }
}

在上面的例子中，StringManipulator 类被声明为 final，因此没有类能够继承它。如果尝试创建一个继承 StringManipulator 的子类，将会导致编译错误。

为什么使用 `final` 类？

防止继承：当你希望类的实现保持不变，并且不希望其他开发者或团队扩展该类时，使用 final 类可以有效避免继承。
设计不可变类：不可变类（如 String 类）常常被声明为 final。一旦对象被创建，它的状态就不能再被改变，这样可以确保类的实例在多线程环境中是安全的。

`final` 方法与构造函数

在构造函数中调用的方法通常应该声明为 final。如果构造函数调用非 final 的方法，子类可能会重写该方法，从而影响对象的初始化过程，产生不期望的结果。通过将这些方法声明为 final，可以防止这种情况的发生。

示例：

class Vehicle {
    private String name;

    public Vehicle(String name) {
        this.name = name;
        initialize();  // 调用 initialize() 方法
    }

    // 由于 initialize() 方法对于初始化过程至关重要，应声明为 final
    final void initialize() {
        System.out.println("Initializing vehicle: " + name);
    }
}

class Car extends Vehicle {
    public Car(String name) {
        super(name);
    }

    // 如果没有声明 initialize() 为 final，子类可以覆盖该方法，导致初始化行为不一致
    // public void initialize() {
    //     System.out.println("Car specific initialization");
    // }
}

在这个例子中，initialize() 方法被声明为 final，这可以确保所有 Vehicle 类型的对象都按照一致的方式进行初始化。如果子类尝试覆盖 initialize() 方法，编译器会报错，从而避免了潜在的初始化问题。

总结

final 方法：用于防止子类覆盖，确保方法的实现不被改变。适用于核心功能和不应改变的方法。
final 类：用于防止类被继承，确保类的设计和行为保持不变。适用于不可变类和不应被扩展的类。
final 构造函数调用的方法：为了确保对象的初始化不被意外改变，构造函数中调用的方法应声明为 final。

通过合理使用 final，你可以增加代码的可靠性，确保某些关键方法和类的行为不被修改，减少潜在的错误。

110. Java 继承 - 编写 `final` 类和方法