Java面向对象核心修饰符，final修饰符、常量、常量方法与常量类

小灰灰 2023-10-08 23:36 31阅读 0赞

## 前言 ##

之前跟大家说过，在面向对象中，有abstract、static和final 这3个核心修饰符。截止到现在，我们已经把abstract与static修饰符学习完毕，接下来就让我们再来学习final修饰符的用法与特性吧。

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全文大约 **【3500】字** ，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考

## 一. final修饰符 ##

### 1. 简介 ###

在Java中，final表示“最终的、不可改变的、完结的”，它也是一种修饰符，可以修饰变量、方法和类。final修饰变量、方法和类时的意义是不同的，但本质是一样的，都表示不可改变，类似C\#里的sealed关键字。final修饰的变量叫做最终变量，也就是常量，修饰的方法叫做最终方法，修饰的类叫做最终类。

## 二. 常量 ##

### 1. 概念 ###

被final修饰的变量一旦被赋值初始化后，就不能再被重新赋值。即变量值只能被赋值一次，不可被反复修改，所以叫做最终变量，也叫做常量。  
并且我们在定义final变量时，必须显式地进行初始化，指定初始值，否则会出现“The blank final field xxx may not have been initialized”的异常提示。变量值的初始化，可以在两个地方：一是在变量定义处，即在final变量定义时直接给其赋值；二是在构造方法或静态代码块中。这些地方只能选其一，不能同时既在定义时赋值，又在构造方法或静态代码块中另外赋值。  
我们在开发时，通常会把final修饰符和static修饰符一起使用，来创建类的常量。

### 2. 特性 ###

**根据修饰变量的作用范围，比如在修饰局部变量和成员变量时，final会有不同的特性：**

●final修饰局部变量时，在使用之前必须被赋值一次才能使用；  
●final修饰成员变量时，如果在声明时没有赋值，则叫做“空白final变量”，空白final变量必须在构造方法或静态代码块中进行初始化。  
根据修饰变量的数据类型，比如在修饰基本类型和引用类型的变量时，final也有不同的特性：  
●final修饰基本类型的变量时，不能把基本类型的值重新赋值，因此基本类型的变量值不能被改变。  
●final修饰引用类型的变量时，final只会保证引用类型的变量所引用的地址不会改变，即保证该变量会一直引用同一个对象。因为引用类型的变量保存的仅仅是一个引用地址，所以final修饰引用类型的变量时，该变量会一直引用同一个对象，但这个对象本身的成员和数据是完全可以发生改变的。

### 3. 语法 ###

final修饰变量时，常用的语法格式如下：

final String 变量名=变量值;  
我们在使用final声明变量时，一般会要求变量名的单词全部大写，且变量名由多个单词组成时，多个单词之间用下划线“\_”分隔开，比如“SCHOOL\_NAME”。

### 4. 案例 ###

#### 4.1 修饰局部变量 ####

以下案例是final修饰局部变量时的用法和特性。

public class FinalDemo {
        
    
    	// final修饰局部变量，该变量使用之前要赋初值
    	public void declareFinal() {
        
    		// 先声明变量
    		final int x;
    		// 再赋初值，该值只能赋一次，否则会报错。
    		x = 200;
    		//The final local variable x may already have been assigned
    		//x = 400;
    		System.out.println("x=" + x);
    
    		// 声明的同时赋值
    		final int y = 300;
    		System.out.println("y=" + y);
    	}
    
    }

从上述案例中可知，局部常量最好是在声明时就进行初始化。而且常量只能被赋值一次，否则会出现编译错误：“The final local variable xxx may already have been assigned”。

#### 4.2 修饰成员变量 ####

以下案例是final修饰成员变量时的用法和特性。

public class FinalDemo {
        
    	//final修饰成员变量
    
    	// 实例常量
    	final int a = 10; // 直接赋值
    	final int b; // 空白final变量，需要在构造方法中进行初始化
    
    	// 静态常量
    	final static int c = 20;// 直接赋值
    	final static int d; // 空白final变量，需要在静态代码块中进行初始化
    
    	static {
        
    		// 初始化静态变量
    		d = 40;
    	}
    
    	FinalDemo() {
        
    		// 初始化成员变量
    		b = 20;
    		// 不能第二次赋值，否则会发生编译错误
    		// The final local variable b may already have been assigned
    		//b = 30;
    	}
        
    }

从上述代码中可知，空白final变量，可以在构造方法或静态代码块中初始化。

#### 4.3 修饰基本类型的变量 ####

以下案例是final修饰基本类型变量时的用法和特性。final修饰基本类型的变量时，不能把基本类型的变量重新赋值，因此基本类型的变量值不能被改变，否则会出现“The final local variable x cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment”的异常。

public class FinalTypeDemo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//final修饰基本类型的变量，变量值不可变
    		final int x=10;
    		
    		//The final local variable x cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment
    		//x=20;
    		System.out.println("x="+x);
    	}
    
    }

#### 4.4 修饰引用类型的变量 ####

以下案例是final修饰引用类型变量时的用法和特性。final修饰引用类型的变量时，final只会保证引用类型的变量所引用的地址不会改变，即保证该变量会一直引用同一个对象，否则会出现“Array constants can only be used in initializers”或者“The final local variable user cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment”的异常。

import java.util.Arrays;
    
    public class FinalTypeDemo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		// final修饰数组变量，nums是一个引用变量
            final int[] nums = {
         1, 9, 7, 3 };
            System.out.println(Arrays.toString(nums));
            
            //final修饰引用类型时，引用的地址不可变，但引用对象本身的数据内容是可变的
            //Array constants can only be used in initializers
            //nums= {2,0,8,1};
           
            // 对数组里的元素赋值修改没问题
            nums[2] = 10;
            System.out.println(Arrays.toString(nums));
            
            // final修饰Person变量，p是一个引用变量
            final User user = new User();
            // 改变Person对象的age实例变量，合法
            user.setAge(18);
            System.out.println(user.getAge());
            
            //对user变量的引用地址重新赋值，非法
            //The final local variable user cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment
            //user = new User(30);
    	}
    
    }

从上面的两个案例中，我们可以得知，使用 final修饰引用类型的变量时，变量不能被重新赋值，但我们可以改变该变量所引用对象里的内容。

### 三. 常量方法 ###

#### 1. 概念 ####

被final修饰的方法称为常量方法，该方法可以被重载，也可以被子类继承，但却不能被重写。当一个方法的功能已经可以满足当前要求，不需要进行扩展，我们就不用任何子类来重写该方法，防止该方法的内容被修改。比如Object类中，就有一个final修饰的getClass()方法，Object的任何子类都不能重写这个方法。

#### 2. 语法 ####

final修饰方法时，常用的语法格式如下：  
修饰符 final 返回值类型 方法名()\{  
//方法体  
\}

#### 3. 案例 ####

###### 3.1 子类不能重写父类的final方法 ######

如果我们在父类中定义一个final方法，子类继承父类后，子类不能重写父类中的这个final方法，否则会出现“Cannot override the final method from Father”异常。但是我们要注意，final方法是可以被重载的！

public class Father {
        
    	
    	private String name;
    	
    	public final void setName(String name) {
        
    		this.name=name;
    	}
    
        //重载final方法
    	public final void setName(String firstName,String lastName) {
        
    		this.name=firstName+lastName;
    	}
    
    }
    
    //子类继承父类
    public class Son extends Father{
        
    	
    	private String name;
    	
    	//子类不能重写父类中的final方法！
    	//Cannot override the final method from Father
    	//public void setName(String name) {
        
    	//	this.name=name;
    	//}
    
    }

##### 3.2 父类中私有的final方法 #####

如果我们在父类中定义了一个私有的private方法，因为它只能在当前类中可见，其子类无法访问该方法，所以子类也就无法重写该方法。如果子类中也定义了一个与父类中完全相同的private方法，这也不算方法重写，这只是重新定义了一个新方法。因此，即使我们使用final修饰private方法，我们也可以在其子类中定义与该方法相同的方法。

public class Father {
        
    	
    	private double salary;
    	
    	//父类中私有的方法
    	private final void setSalary(double salary) {
        
    		this.salary=salary;
    	}
    
    }
    
    //子类继承父类
    public class Son extends Father{
        
    	
    	private double salary;
    
    	//子类中定义与父类同名通参的方法，这不属于方法重写！
    	private void setSalary(double salary) {
        
    		this.salary=salary;
    	}
        
    }

## 四. 常量类 ##

### 1. 概念 ###

我们知道，通常子类继承父类时，子类可以访问父类的内部数据，并可通过重写父类的方法来改变父类方法的实现细节。但这样做可能会导致一些不安全的因素，所以为了保证某个类不可被继承，我们就可以使用final来修饰这个类。被final修饰的类称为常量类，这种类不能被继承，也就不能被修改或扩展。  
final类无法被任何其他类继承，这意味着该类在Java的继承树体系中是一个叶子类，比如我们经常使用的String类，就是典型的final类。如下图所示：  
![在这里插入图片描述][5df44614fbe14b3f85ee8358307e03ad.png]  
而final类中的成员，我们可以用final修饰，也可以不用final修饰。比如final类中的方法，因为这些方法本身就属于final类，该类都不能被子类继承，里面的所有方法自然也就不能被子类重写，那么这些方法自然也就成了final型。所以final中的变量和方法，我们都没必要再单独添加final修饰符了。

### 2. 语法 ###

final修饰类时，常用的语法格式如下：  
访问修饰符 final class 类名\{  
//…  
\}

### 3. 案例 ###

/**
     * 
     * 父类是final类
     */
    public final class Father {
        
    	
    	......
    }
    
    //此时子类不能继承父类，否则会出错！
    public class Son extends Father{
        
    	
    	......
    }

从上面的代码中我们可以验证得知，final类不能被继承，final类中的方法更不可能被重写，否则会出现“The type Son cannot subclass the final class Father”异常，如下图所示：  
![在这里插入图片描述][25e3169eee374fcc953f1285f31ceaed.png]

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## 五. 结语 ##

至此，就把final与常量、常量方法、常量类等相关内容讲解完毕了，现在你知道final的特性都有哪些吗？**最后重点给大家总结如下：**

> ●final修饰的变量，其变量值不可被改变，此时的变量被称为常量；  
> ●final修饰引用类型的变量时，引用地址不可变，但对象中的数据可变；  
> ●final修饰的方法不可以被重写；  
> ●final修饰的类不可以被继承，即不能有子类。

[5df44614fbe14b3f85ee8358307e03ad.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/5df44614fbe14b3f85ee8358307e03ad.png
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