Java中final关键字使用指南-Java快速入门教程

1. 概述

虽然继承使我们能够重用现有代码，但有时出于各种原因，我们确实需要对可扩展性设置限制;final这个关键字允许我们做到这一点。

在本教程中，我们将了解 final 关键字对类、方法和变量的含义。

2. Final类

标记为final的类无法扩展。如果我们看一下Java核心库的代码，我们会在那里找到许多final类。一个例子是String类。如果我们可以扩展 String 类，重写它的任何方法，并将所有 String 实例替换为特定 String 子类的实例。当我们按以上设想来实现的话，对 String 对象的操作结果将变得不可预测。鉴于 String 类在任何地方都使用，这是不可接受的。这就是 String 类被标记为 final 的原因。 

任何从final类继承的尝试都将导致编译器错误。为了演示这一点，让我们创建final类 Cat：

public final class Cat {

    private int weight;

    // standard getter and setter
}

让我们尝试扩展它：

public class BlackCat extends Cat {
}

我们将看到编译器错误：

The type BlackCat cannot subclass the final class Cat

请注意，类声明中的 final 关键字并不意味着此类的对象是不可变的。我们可以自由更改 Cat 对象的字段：

Cat cat = new Cat();
cat.setWeight(1);

assertEquals(1, cat.getWeight());

我们只是无法扩展它。

如果我们严格遵循良好设计的规则，我们应该仔细创建和记录一个类，或者出于安全原因将其声明为final类。但是，在创建final类时，我们应该谨慎行事。

请注意，使类final化意味着没有其他程序员可以改进它。想象一下，我们正在使用一个类，但没有它的源代码，并且其中部分方法存在问题。

如果类是 final，则无法扩展它以重写方法并解决问题。换句话说，我们失去了可扩展性，这是面向对象编程的好处之一。

3. final方法

标记为 final 的方法不能被覆盖。当我们设计一个类并觉得一个方法不应该被重写时，我们可以使这个方法成为final的。我们还可以在 Java 核心库中找到许多final方法。

有时我们不需要完全禁止类扩展，而只需要防止覆盖某些方法。一个很好的例子是 Thread 类。扩展它并因此创建自定义线程类是合法的。但它的isAlive（）方法是final的。

此方法检查线程是否处于活动状态。由于许多原因，不可能正确覆盖 isAlive（） 方法。其中之一是此方法是本地的。本地代码以另一种编程语言实现，通常特定于运行它的操作系统和硬件。

让我们创建一个 Dog 类并使其 sound（） 方法final化：

public class Dog {
    public final void sound() {
        // ...
    }
}

现在让我们扩展 Dog 类并尝试覆盖其 sound（） 方法：

public class BlackDog extends Dog {
    public void sound() {
    }
}

我们将看到编译器错误：

- overrides
com.baeldung.finalkeyword.Dog.sound
- Cannot override the final method from Dog
sound() method is final and can’t be overridden

如果我们类的某些方法被其他方法调用，我们应该考虑将被调用的方法定为final方法。否则，覆盖它们可能会影响调用方的工作并导致令人惊讶的结果。

如果我们的构造函数调用其他方法，出于上述原因，我们通常应该将这些方法声明为 final。

将类的所有方法定为final方法和将类本身标记为final方法有什么区别？在第一种情况下，我们可以扩展类并向其添加新方法。

在第二种情况下，我们不能这样做。

4. final变量

标记为 final 的变量无法重新分配。一旦初始化了final变量，就无法更改它。

4.1. final原始变量

让我们声明一个原始的final变量 i，然后给它赋值 1。

让我们尝试为其分配一个值 2：

public void whenFinalVariableAssign_thenOnlyOnce() {
    final int i = 1;
    //...
    i=2;
}

编译器说：

The final local variable i may already have been assigned

4.2. final引用变量

如果我们有一个final的引用变量，我们也不能重新分配它。但这并不意味着它引用的对象是不可变的。我们可以自由更改此对象的属性。

为了证明这一点，让我们声明final的引用变量 cat 并初始化它：

final Cat cat = new Cat();

如果我们尝试重新分配它，我们将看到一个编译器错误：

The final local variable cat cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment

但是我们可以更改 Cat 实例的属性：

cat.setWeight(5);

assertEquals(5, cat.getWeight());

4.3. final字段

final字段可以是常量字段，也可以是一次性写入字段。为了区分它们，我们应该问一个问题——如果我们要序列化对象，我们会包括这个字段吗？如果不是，则它不是对象的一部分，而是一个常量。

请注意，根据命名约定，类常量应为大写，组件由下划线 （“_”） 字符分隔：

static final int MAX_WIDTH = 999;

请注意，必须在构造函数完成之前初始化任何final字段。

对于静态final字段，这意味着我们可以初始化它们：

• 如上例所示的声明
• 在静态初始值设定项块中

例如final字段，这意味着我们可以初始化它们：

• 声明时
• 在实例初始值设定项块中
• 在构造函数中

否则，编译器会给我们一个错误。

4.4. final论点

final一个关键字放在方法参数之前也是合法的。final一个参数不能在方法中更改：

public void methodWithFinalArguments(final int x) {
    x=1;
}

上述赋值会导致编译器错误：

The final local variable x cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment

5. 结论

在本文中，我们了解了 final 关键字对类、方法和变量的含义。虽然我们可能不会在内部代码中经常使用 final 关键字，但它可能是一个很好的设计解决方案。