Java中final的用法

Java 中 final 的用法

许多程序设计语言都有自己的办法告诉编译器某个数据是“常数”。常数主要应用于下述两个方面：

(1) 编译期常数，它永远不会改变

(2) 在运行期初始化的一个值，我们不希望它发生变化

对于编译期的常数，编译器（程序）可将常数值“封装”到需要的计算过程里。也就是说，计算可在编译期间提前执行，从而节省运行时的一些开销。在 Java 中，这些形式的常数必须属于基本数据类型（Primitives），而且要用 final 关键字进行表达。在对这样的一个常数进行定义的时候，必须给出一个值。

无论 static 还是 final 字段，都只能存储一个数据，而且不得改变。

若随同对象句柄使用 final，而不是基本数据类型，它的含义就稍微让人有点儿迷糊了。对于基本数据类型，final 会将值变成一个常数；但对于对象句柄，final 会将句柄变成一个常数。进行声明时，必须将句柄初始化到一个具体的对象。而且永远不能将句柄变成指向另一个对象。然而，对象本身是可以修改的。Java 对此未提供任何手段，可将一个对象直接变成一个常数（但是，我们可自己编写一个类，使其中的对象具有“常数”效果）。这一限制也适用于数组，它也属于对象。

下面是演示 final 字段用法的一个例子：

//: FinalData.java
// The effect of final on fields
class Value {
int i = 1;
}
public class FinalData {
// Can be compile-time constants
final int i1 = 9;
static final int I2 = 99;
// Typical public constant:
public static final int I3 = 39;
// Cannot be compile-time constants:
final int i4 = (int)(Math.random()*20);
static final int i5 = (int)(Math.random()*20);
Value v1 = new Value();
final Value v2 = new Value();static final Value v3 = new Value();
//! final Value v4; // Pre-Java 1.1 Error:
// no initializer
// Arrays:
final int[] a = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
public void print(String id) {
System.out.println(
id + ": " + "i4 = " + i4 +
", i5 = " + i5);
}
public static void main(String[] args) {
FinalData fd1 = new FinalData();
//! fd1.i1++; // Error: can't change value
fd1.v2.i++; // Object isn't constant!
fd1.v1 = new Value(); // OK -- not final
for(int i = 0; i < fd1.a.length; i++)
fd1.a[i]++; // Object isn't constant!
//! fd1.v2 = new Value(); // Error: Can't
//! fd1.v3 = new Value(); // change handle
//! fd1.a = new int[3];
fd1.print("fd1");
System.out.println("Creating new FinalData");
FinalData fd2 = new FinalData();
fd1.print("fd1");
fd2.print("fd2");
}
} 
///:~

由于 i1 和 I2 都是具有 final 属性的基本数据类型，并含有编译期的值，所以它们除了能作为编译期的常数使用外，在任何导入方式中也不会出现任何不同。I3 是我们体验此类常数定义时更典型的一种方式：public 表示它们可在包外使用；Static 强调它们只有一个；而 final 表明它是一个常数。注意对于含有固定初始化值（即编译期常数）的 fianl static 基本数据类型，它们的名字根据规则要全部采用大写。也要注意 i5 在编译期间是未知的，所以它没有大写。

不能由于某样东西的属性是 final，就认定它的值能在编译时期知道。i4 和 i5 向大家证明了这一点。它们在运行期间使用随机生成的数字。例子的这一部分也向大家揭示出将 final 值设为 static 和非static 之间的差异。只有当值在运行期间初始化的前提下，这种差异才会揭示出来。因为编译期间的值被编译器认为是相同的。这种差异可从输出结果中看出：

fd1: i4 = 15, i5 = 9
Creating new FinalData
fd1: i4 = 15, i5 = 9
fd2: i4 = 10, i5 = 9

注意对于 fd1 和 fd2 来说，i4 的值是唯一的，但 i5 的值不会由于创建了另一个 FinalData 对象而发生改变。那是因为它的属性是 static，而且在载入时初始化，而非每创建一个对象时初始化。从 v1 到 v4 的变量向我们揭示出 final 句柄的含义。正如大家在 main()中看到的那样，并不能认为由于 v2 属于 final，所以就不能再改变它的值。然而，我们确实不能再将 v2 绑定到一个新对象，因为它的属性是 final。这便是 final 对于一个句柄的确切含义。我们会发现同样的含义亦适用于数组，后者只不过是另一种类型的句柄而已。将句柄变成 final 看起来似乎不如将基本数据类型变成final

那么有用。

2. 空白 final

Java 1.1 允许我们创建“空白 final”，它们属于一些特殊的字段。尽管被声明成 final，但却未得到一个初始值。无论在哪种情况下，空白 final 都必须在实际使用前得到正确的初始化。而且编译器会主动保证这一规定得以贯彻。然而，对于 final 关键字的各种应用，空白 final 具有最大的灵活性。举个例子来说，位于类内部的一个 final 字段现在对每个对象都可以有所不同，同时依然保持其“不变”的本质。下面列出一个例子：

//: BlankFinal.java
// "Blank" final data members
class Poppet { }
class BlankFinal {
final int i = 0; // Initialized finalfinal int j; // Blank final
final Poppet p; // Blank final handle
// Blank finals MUST be initialized
// in the constructor:
BlankFinal() {
j = 1; // Initialize blank final
p = new Poppet();
}
BlankFinal(int x) {
j = x; // Initialize blank final
p = new Poppet();
}
public static void main(String[] args) {
BlankFinal bf = new BlankFinal();
}
} ///:~

现在强行要求我们对 final 进行赋值处理——要么在定义字段时使用一个表达 式，要么在每个构建器中。这样就可以确保 final 字段在使用前获得正确的初始化。

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