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Java final关键字:阻止继承和多态

发表于 2018-6-11 13:39:24
Java 中,声明类、变量和方法时,可使用关键字 final 来修饰。final 所修饰的数据具有“终态”的特征,表示“最终的”意思。具体规定如下:
· final 修饰的类不能被继承。
· final 修饰的方法不能被子类重写。
· final 修饰的变量(成员变量或局部变量)即成为常量,只能赋值一次。
· final 修饰的成员变量必须在声明的同时赋值,如果在声明的时候没有赋值,那么只有 一次赋值的机会,而且只能在构造方法中显式赋值,然后才能使用。
· final 修饰的局部变量可以只声明不赋值,然后再进行一次性的赋值。

final 一般用于修饰那些通用性的功能、实现方式或取值不能随意被改变的数据,以避免被误用,例如实现数学三角方法、幂运算等功能的方法,以及数学常量π=3.141593、e=2.71828 等。

事实上,为确保终态性,提供了上述方法和常量的 java.lang.Math 类也已被定义为final 的。

需要注意的是,如果将引用类型(任何类的类型)的变量标记为 final,那么该变量不能指向任何其它对象。但可以改变对象的内容,因为只有引用本身是 final 的。

如果变量被标记为 final,其结果是使它成为常数。想改变 final 变量的值会导致一个编译错误。下面是一个正确定义 final 变量的例子:
1. public final int MAX_ARRAY_SIZE = 25;  // 常量名一般大写
常量因为有 final 修饰,所以不能被继承。

请看下面的代码:
1. public final class Demo{
2.     public static final int TOTAL_NUMBER = 5;
3.     public int id;
4.     public Demo() {
5.         // 非法,对final变量TOTAL_NUMBER进行二次赋值了
6.         // 因为++TOTAL_NUMBER相当于 TOTAL_NUMBER=TOTAL_NUMBER+1
7.         id = ++TOTAL_NUMBER;
8.     }
9.     public static void main(String[] args) {
10.         final Demo t = new Demo();
11.         final int i = 10;
12.         final int j;
13.         j = 20;
14.         j = 30;  // 非法,对final变量进行二次赋值
15.     }
16. }

final 也可以用来修饰类(放在 class 关键字前面),阻止该类再派生出子类,例如 Java.lang.String 就是一个 final 类。这样做是出于安全原因,因为要保证一旦有字符串的引用,就必须是类 String 的字符串,而不是某个其它类的字符串(String 类可能被恶意继承并篡改)。

方法也可以被 final 修饰,被 final 修饰的方法不能被覆盖;变量也可以被 final 修饰,被 final 修饰的变量在创建对象以后就不允许改变它们的值了。一旦将一个类声明为 final,那么该类包含的方法也将被隐式地声明为 final,但是变量不是。

final 修饰的方法为静态绑定,不会产生多态(动态绑定),程序在运行时不需要再检索方法表,能够提高代码的执行效率。在Java中,被 static 或 private 修饰的方法会被隐式的声明为 final,因为动态绑定没有意义。

由于动态绑定会消耗资源并且很多时候没有必要,所以有一些程序员认为:除非有足够的理由使用多态性,否则应该将所有的方法都用 final 修饰。

这样的认识未免有些偏激,因为 JVM 中的即时编译器能够实时监控程序的运行信息,可以准确的知道类之间的继承关系。如果一个方法没有被覆盖并且很短,编译器就能够对它进行优化处理,这个过程为称为内联(inlining)。例如,内联调用 e.getName() 将被替换为访问 e.name 变量。这是一项很有意义的改进,这是由于CPU在处理调用方法的指令时,使用的分支转移会扰乱预取指令的策略,所以,这被视为不受欢迎的。然而,如果 getName() 在另外一个类中被覆盖,那么编译器就无法知道覆盖的代码将会做什么操作,因此也就不能对它进行内联处理了。
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参考资料:http://www.makeru.com.cn/



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