[java]final關鍵字的幾種用法

在java的關鍵字中，static和final是兩個我們必須掌握的關鍵字。不同于其他關鍵字，他們都有多種用法，而且在一定環境下使用，可以提高程式的運作性能，優化程式的結構。下面我們來了解一下final關鍵字及其用法。

final關鍵字

在java中，final的含義在不同的場景下有細微的差别，但總體上來說，它指的是“這是不可變的”。下面，我們來講final的四種主要用法。

1.修飾資料

在編寫程式時，我們經常需要說明一個資料是不可變的，我們成為常量。在java中，用final關鍵字修飾的變量，隻能進行一次指派操作，并且在生存期内不可以改變它的值。更重要的是，final會告訴編譯器，這個資料是不會修改的，那麼編譯器就可能會在編譯時期就對該資料進行替換甚至執行計算，這樣可以對我們的程式起到一點優化。不過在針對基本類型和引用類型時，final關鍵字的效果存在細微差别。我們來看下面的例子：

1 class Value {
 2     int v;
 3     public Value(int v) {
 4         this.v = v;
 5     }
 6 }
 7 
 8 public class FinalTest {
 9     
10     final int f1 = 1;
11     final int f2;
12     public FinalTest() {
13         f2 = 2;
14     }
15 
16     public static void main(String[] args) {
17         final int value1 = 1;
18         // value1 = 4;
19         final double value2;
20         value2 = 2.0;
21         final Value value3 = new Value(1);
22         value3.v = 4;
23     }
24 }      

上面的例子中，我們先來看一下main方法中的幾個final修飾的資料，在給value1賦初始值之後，我們無法再對value1的值進行修改，final關鍵字起到了常量的作用。從value2我們可以看到，final修飾的變量可以不在聲明時指派，即可以先聲明，後指派。value3時一個引用變量，這裡我們可以看到final修飾引用變量時，隻是限定了引用變量的引用不可改變，即不能将value3再次引用另一個Value對象，但是引用的對象的值是可以改變的，從記憶體模型中我們看的更加清晰：

上圖中，final修飾的值用粗線條的邊框表示它的值是不可改變的，我們知道引用變量的值實際上是它所引用的對象的位址，也就是說該位址的值是不可改變的，進而說明了為什麼引用變量不可以改變引用對象。而實際引用的對象實際上是不受final關鍵字的影響的，是以它的值是可以改變的。

另一方面，我們看到了用final修飾成員變量時的細微差别，因為final修飾的資料的值是不可改變的，是以我們必須確定在使用前就已經對成員變量指派了。是以對于final修飾的成員變量，我們有且隻有兩個地方可以給它指派，一個是聲明該成員時指派，另一個是在構造方法中指派，在這兩個地方我們必須給它們賦初始值。

最後我們需要注意的一點是，同時使用static和final修飾的成員在記憶體中隻占據一段不能改變的存儲空間。

2.修飾方法參數

前面我們可以看到，如果變量是我們自己建立的，那麼使用final修飾表示我們隻會給它指派一次且不會改變變量的值。那麼如果變量是作為參數傳入的，我們怎麼保證它的值不會改變呢？這就用到了final的第二種用法，即在我們編寫方法時，可以在參數前面添加final關鍵字，它表示在整個方法中，我們不會（實際上是不能）改變參數的值：

public class FinalTest {

    /* ... */

    public void finalFunc(final int i, final Value value) {
        // i = 5; 不能改變i的值
        // v = new Value(); 不能改變v的值
        value.v = 5; // 可以改變引用對象的值
    }
}      

3.修飾方法

第三種方式，即用final關鍵字修飾方法，它表示該方法不能被覆寫。這種使用方式主要是從設計的角度考慮，即明确告訴其他可能會繼承該類的程式員，不希望他們去覆寫這個方法。這種方式我們很容易了解，然而，關于private和final關鍵字還有一點聯系，這就是類中所有的private方法都隐式地指定為是final的，由于無法在類外使用private方法，是以也就無法覆寫它。

4.修飾類

了解了final關鍵字的其他用法，我們很容易可以想到使用final關鍵字修飾類的作用，那就是用final修飾的類是無法被繼承的。

上面我們講解了final的四種用法，然而，對于第三種和第四種用法，我們卻甚少使用。這不是沒有道理的，從final的設計來講，這兩種用法甚至可以說是雞肋，因為對于開發人員來講，如果我們寫的類被繼承的越多，就說明我們寫的類越有價值，越成功。即使是從設計的角度來講，也沒有必要将一個類設計為不可繼承的。Java标準庫就是一個很好的反例，特别是Java 1.0/1.1中Vector類被如此廣泛的運用，如果所有的方法均未被指定為final的話，它可能會更加有用。如此有用的類，我們很容易想到去繼承和重寫他們，然而，由于final的作用，導緻我們對Vector類的擴充受到了一些阻礙，導緻了Vector并沒有完全發揮它應有的全部價值。

總結

final關鍵字是我們經常使用的關鍵字之一，它的用法有很多，但是并不是每一種用法都值得我們去廣泛使用。它的主要用法有以下四種：

1. 用來修飾資料，包括成員變量和局部變量，該變量隻能被指派一次且它的值無法被改變。對于成員變量來講，我們必須在聲明時或者構造方法中對它指派；
2. 用來修飾方法參數，表示在變量的生存期中它的值不能被改變；
3. 修飾方法，表示該方法無法被重寫；
4. 修飾類，表示該類無法被繼承。

上面的四種方法中，第三種和第四種方法需要謹慎使用，因為在大多數情況下，如果是僅僅為了一點設計上的考慮，我們并不需要使用final來修飾方法和類。