Java中的final关键字可以修饰什么？被final修饰后有什么特点？

Cyan_RA9
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Author : Cyan_RA9
Source : 【卡码笔记】网站
Question : Java中的final关键字可以修饰什么？被final修饰后有什么特点？

【简要回答】

  • final作为Java中的一个关键字可以用来修饰 类 ， 方法 ，和 变量。（但final不能修饰构造器）
    1. 修饰类：
      被final修饰的类 不能被继承，但该类可以去继承别的 (没有被final修饰的)类，例如String类和System类，它们被final修饰，是不可以被继承的，但是它们有自己的父类——即顶层父类Object类。
      被final修饰的类虽然不能被继承，但 可以被实例化。
    2. 修饰方法：
      被final修饰的方法 不能被子类重写，但可以被子类继承并使用（在满足访问权限规则的前提下）。当修饰方法时， final关键字不能与abstract关键字共存；因为abstract修饰的方法是必须被非抽象子类重写的。
    3. 修饰变量：
      被final修饰的变量称为 最终变量，即常量——根据被修饰变量的定义位置又可分为成员常量 和 局部常量。常量只能赋值一次，不能被二次更改。

【详细回答】

  • final作为Java中的一个关键字可以用来修饰 类 ， 方法 ，和 变量。（但final不能修饰构造器）
  1. 修饰类：
    • 核心特点：
      1. 被 final 修饰的类不能被继承，但该类可以去继承别的 (没有被final修饰的)类，例如 String类 和 System类，它们被final修饰，是不可以被继承的，但是它们有自己的父类——即顶层父类 Object 类。
      2. 被 final 修饰的类虽然不能被继承，但 可以被实例化。例如，Java中所有的包装类都被 final 关键字修饰了。也就是说，所有的包装类都不能被继承，但都可以被实例化。
      3. 一般来说，如果一个类已经被 final 关键字修饰，那么从逻辑上讲，该类中的方法是没有必要再次用 final 修饰的。这是因为用 final 修饰方法的目的就是为了不让该方法被子类重写；而 final 修饰的类本身就已经不能被继承了，也就不可能被重写。
  2. 修饰方法：
    • 核心特点：
      1. 被 final 修饰的方法不能被子类重写，但可以被子类继承并使用（在满足访问权限规则的前提下）。当修饰方法时， final 关键字不能与 abstract 关键字共存；因为 abstract 修饰的方法是必须被非抽象子类重写的。
  3. 修饰变量：
    • 核心特点：
      1. 被 final 修饰的变量称为最终变量，即常量——根据被修饰变量的定义位置又可分为 成员常量 和 局部常量。常量只能赋值一次，不能被二次更改。
    • 不同常量对比：
      1. 成员常量——成员常量必须进行初始化，可以在定义成员常量时就对它赋初值来 显式初始化，若在定义成员常量时没有赋初值——需要在构造器 或者 代码块中进行初始化。
      2. 局部常量——局部常量如果未被使用，可以不赋初值；但如果局部常量被调用了，就必须赋初值。
      3. 静态常量——对于静态常量来说，只能通过在定义时为其赋初值；或者先定义，然后在静态代码块中为其赋值，这样来初始化。但是不可以在构造器中进行静态常量的初始化。

【知识拓展】

  1. final 修饰类的示意图如下：
    final_class.jpg
  2. final 修饰属性和方法的示意图如下：
    final_method_and_field.jpg
  3. 关于 常量的命名：
    • 一般来说，常量名所有字母都大写，多个单词之间用下划线隔开。eg : MAX_VALUE（最大值）。
  4. 关于 引用常量：
    • 若 final 关键字修饰的是一个引用类型变量，则该引用指向的地址值无法改变。（相当于一个 固定指针）
    • PS : 然而，需要注意的是，final 仅保证引用本身不可变，即不能再指向其他对象。但如果引用的对象是可变的（例如 List、StringBuilder），则该对象内部的数据仍然可以被修改。这在设计不可变类时需要注意，如果希望对象内容也完全不可变，需要额外的设计（如防御性拷贝或使用不可变集合）。
  5. final and Method Parameters：

    • When a method parameter is declared as final, it means:
      ① The parameter cannot be reassigned within the method body.
      ② For primitive types (eg: int, double), the value cannot be modified.
      ③ For reference types (eg: String, List), the reference cannot point to a new object, but the object’s internal state can still be modified.

    • Codeing Demonstration:

      public void process(final int id, final List<String> data) {  
	id = 100;          			// WRONG, Compile error (primitive)  
	data = new ArrayList<>();  // WRONG, Compile error (reference)  
	data.add("newItem");       // OK, Allowed (modify object state)  
}
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