浅析对Java关键字final和static的理解
一、final
根据程序上下文环境,java关键字final有“这是无法改变的”或者“终态的”含义,它可以修饰非抽象类、非抽象类成员方法和变量。你可能出于两种理解而需要阻止改变:设计或效率。
- final类不能被继承,没有子类,final类中的方法默认是final的。
- final方法不能被子类的方法覆盖,但可以被继承。
- final成员变量表示常量,只能被赋值一次,赋值后值不再改变。
- final不能用于修饰构造方法。
注意:父类的private成员方法是不能被子类方法覆盖的,因此private类型的方法默认是final类型的。
总的来说,final用于声明属性,方法和类,分别表示属性不可变,方法不可覆盖,类不可继承。
1)final修饰类
当用final修饰一个类时,表明这个类不能被继承,因此final类的成员方法没有机会被覆盖,默认都是final的。那也就意味着此类在继承树中是一个叶子类,并且此类的设计已被认为很完美而不需要进行修改或扩展。对于final类中的成员,可以定义其为final,也可以不是final。而对于方法,自然也就成了final型的。在使用final修饰类的时候,要注意谨慎选择,除非这个类真的在以后不会用来继承或者出于安全的考虑,尽量不要将类设计为final类。
2)final修饰方法
使用final方法的原因有两个。第一就是说明已经知道这个方法提供的功能已经满足要求,不需要进行扩展,并且也不允许任何从此类继承而是的子类来覆写这个方法,但是继承类仍然可以直接使用这个方法。第二就是高效,编译器在遇到调用final方法时候会将所有对此方法的调用转化为inline调用的机制,大大提高执行效率。然而当方法主体非常庞大时,或在多处调用此方法时,调用代码便会迅速膨胀,可能反而会影响效率,所以要慎用final进行方法定义。只有在想明确禁止该方法在子类中被覆盖的情况下才将方法设置为final的。例如:
class test1 { public void f1() { system.out.println("f1"); } //无法被子类覆盖的方法 public final void f2() { system.out.println("f2"); } public void f3() { system.out.println("f3"); } private void f4() { system.out.println("f4"); } } public class test2 extends test1 { public void f1(){ system.out.println("test1父类方法f1被覆盖!"); } public static void main(string[] args) { test2 t = new test2(); t.f1(); t.f2(); //调用从父类继承过来的final方法 t.f3(); //调用从父类继承过来的方法 //t.f4(); //调用失败,无法从父类继承获得 } }
注意:类的private方法会隐式地被指定为final方法。
3)final修饰变量
修饰变量是final用得最多的地方,对于一个final变量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。final变量的初始化可以在两个地方,一是其定义处,二是在构造函数中,两者只能选其一。 final修饰的变量有三种:静态变量、实例变量和局部变量,分别表示三种类型的常量。final变量定义的时候,可以先声明,而不给初值,这中变量也称为final空白,无论什么情况,编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化,有了这个保障,一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同,却有保持其恒定不变的特征。看下面个例子:
public class test3 { private final string s = "final实例变量s"; private final int a = 100; public final int b = 90; public static final int c = 80; private static final int d = 70; public final int e; //final空白,必须在初始化对象的时候赋初值 public test3(int x) { e = x; } private void test() { system.out.println(new test3(1).a); system.out.println(test3.c); system.out.println(test3.d); } public void test2() { final int a; //final空白,在需要的时候才赋值 final int b = 4; //局部常量--final用于局部变量的情形 final int c; //final空白,一直没有给赋值. a = 3; //a=4; 出错,已经给赋过值了. //b=2; 出错,已经给赋过值了. } public static void main(string[] args) { test3 t = new test3(2); //t.a=101; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 //t.b=91; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 //t.c=81; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 //t.d=71; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 system.out.println(t.a); system.out.println(t.b); system.out.println(t.c); //不推荐用对象方式访问静态字段 system.out.println(t.d); //不推荐用对象方式访问静态字段 system.out.println(test3.c); system.out.println(test3.d); //system.out.println(test3.e); //出错,因为e为final空白,依据不同对象值有所不同. system.out.println(t.e); test3 t1 = new test3(3); system.out.println(t1.e); //final空白变量e依据对象的不同而不同 } }
还有一种用法是定义方法中的参数为final型。对于基本类型变量,这样做无实际意义,因为基本类型的变量在调用方法时是传值的,你在方法中更改这个参数变量时,改动的是形参,实参不受影响。然而对于对象变量,却显得很实用,因为对象变量在传递时是传递其引用的,这样你在方法中对对象变量的修改也会影响到实参对象。当你在方法中限定不能改变作为参数的对象变量时,务必明确地使用final进行声明。
二、static
static表示“全局”或者“静态”的意思,用来修饰成员变量和成员方法,也可以形成静态static代码块,但是java语言中没有全局变量的概念。
被static修饰的成员变量和成员方法独立于该类的任何对象。也就是说,它不依赖类特定的实例,被类的所有实例共享。只要这个类被加载,java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此,static对象可以在它所属类的任何对象创建之前访问,无需引用任何对象。类的静态成员概括起来有3种:静态成员变量、静态方法和静态代码块。它们都具有以下一些特点:
- 在类加载的时候,就进行创建和初始化或执行代码;
- 它们对于一个类来说,都只有一份;
- 类的所有实例都可以访问到它们。
静态成员变量:它会在类加载以后进行创建和初始化操作,因为它的唯一性,通常用于对象的数据记录,例如,单例模式下的引用保存。
静态方法:它可以被对象访问,也可以直接通过类名来访问。
静态代码块,采用static修饰,用大括号“{...}”包围起来的代码。这些代码可以使用静态成员变量和方法,它们也是在类加载的时候被调用。
1)static变量
按照是否静态的对类成员变量进行分类可分两种:一种是被static修饰的变量,叫静态变量或类变量;另一种是没有被static修饰的变量,叫实例变量。两者的区别是:对于静态变量在内存中只有一个拷贝(节省内存),jvm只为静态分配一次内存,在加载类的过程中完成静态变量的内存分配,可用类名直接访问(方便),当然也可以通过对象来访问(但是这是不推荐的)。对于实例变量,没创建一个实例,就会为实例变量分配一次内存,实例变量可以在内存中有多个拷贝,互不影响(灵活)。
2)static方法
静态方法可以直接通过类名调用,任何的实例也都可以调用,因此静态方法中不能用this和super关键字,不能直接访问所属类的实例变量和实例方法(就是不带static的成员变量和成员方法),只能访问所属类的静态成员变量和静态成员方法。因为实例成员与特定的对象关联!这个需要去理解,想明白其中的道理,不是记忆!!!
因为static方法独立于任何实例,因此static方法必须被实现,而不能是抽象的abstract。
3)static代码块
static代码块也叫静态代码块,是在类中独立于类成员的static语句块,可以有多个,位置可以随便放,它不在任何的方法体内,jvm加载类时会执行这些静态的代码块,如果static代码块有多个,jvm将按照它们在类中出现的先后顺序依次执行它们,每个代码块只会被执行一次。例如:
public class statictest{ private static int a; private int b; private static void testmethod(){ system.out.println("private static method execute..."); } static{ statictest.a = 100; system.out.println("execute static codes... a = " + a); } static { statictest.a = 3; system.out.println("execute static codes... a = " + a); statictest t = new statictest(); t.f(); t.b = 1000; system.out.println("b = " + t.b); } public void f() { system.out.println("hhahhahah"); } public static void main(string[] args) { system.out.println(a); statictest::testmethod(); } }
运行结果:
execute static codes... a = 100 execute static codes... a = 3 hhahhahah b = 1000 3 private static method execute...
4)static和final一块用表示什么?
static final一起修饰成员变量和成员方法时,可简单理解为“全局常量”!对于变量,表示一旦给值就不可修改,并且通过类名可以访问,该变量被类的所有实例共享。对于方法,表示不可覆盖,并且可以通过类名直接访问。特别要注意一个问题:对于被static和final修饰过的实例常量,实例本身不能再改变了,但对于一些容器类型(比如,arraylist、hashmap)的实例变量,不可以改变容器变量本身,但可以修改容器中存放的对象,这一点在编程中用到很多。也许说了这么多,还是看个例子吧:
public class teststaticfinal { private static final string strstaticfinalvar = "aaa"; private static string strstaticvar = null; private final string strfinalvar = null; private static final int intstaticfinalvar = 0; private static final integer integerstaticfinalvar = new integer(8); private static final arraylist<string> alstaticfinalvar = new arraylist<string>(); private void test() { system.out.println("-------------值处理前----------\r\n"); system.out.println("strstaticfinalvar=" + strstaticfinalvar + "\r\n"); system.out.println("strstaticvar=" + strstaticvar + "\r\n"); system.out.println("strfinalvar=" + strfinalvar + "\r\n"); system.out.println("intstaticfinalvar=" + intstaticfinalvar + "\r\n"); system.out.println("integerstaticfinalvar=" + integerstaticfinalvar + "\r\n"); system.out.println("alstaticfinalvar=" + alstaticfinalvar + "\r\n"); //strstaticfinalvar="哈哈哈哈"; //错误,final表示终态,不可以改变变量本身. strstaticvar = "哈哈哈哈"; //正确,static表示类变量,值可以改变. //strfinalvar="呵呵呵呵"; //错误, final表示终态,在定义的时候就要初值(哪怕给个null),一旦给定后就不可再更改。 //intstaticfinalvar=2; //错误, final表示终态,在定义的时候就要初值(哪怕给个null),一旦给定后就不可再更改。 //integerstaticfinalvar=new integer(8); //错误, final表示终态,在定义的时候就要初值(哪怕给个null),一旦给定后就不可再更改。 alstaticfinalvar.add("aaa"); //正确,容器变量本身没有变化,但存放内容发生了变化。这个规则是非常常用的,有很多用途。 alstaticfinalvar.add("bbb"); //正确,容器变量本身没有变化,但存放内容发生了变化。这个规则是非常常用的,有很多用途。 system.out.println("-------------值处理后----------\r\n"); system.out.println("strstaticfinalvar=" + strstaticfinalvar + "\r\n"); system.out.println("strstaticvar=" + strstaticvar + "\r\n"); system.out.println("strfinalvar=" + strfinalvar + "\r\n"); system.out.println("intstaticfinalvar=" + intstaticfinalvar + "\r\n"); system.out.println("integerstaticfinalvar=" + integerstaticfinalvar + "\r\n"); system.out.println("alstaticfinalvar=" + alstaticfinalvar + "\r\n"); } public static void main(string args[]) { new teststaticfinal().test(); } }
运行结果:
-------------值处理前---------- strstaticfinalvar=aaa strstaticvar=null strfinalvar=null intstaticfinalvar=0 integerstaticfinalvar=8 alstaticfinalvar=[] -------------值处理后---------- strstaticfinalvar=aaa strstaticvar=哈哈哈哈 strfinalvar=null intstaticfinalvar=0 integerstaticfinalvar=8 alstaticfinalvar=[aaa, bbb]
看了上面这个例子,就清楚很多了,但必须明白:通过static final修饰的容器类型变量中所“装”的对象是可改变的。这是和一般基本类型和类类型变量差别很大的地方。
以上所述是小编给大家介绍的java关键字final和static的理解,希望对大家有所帮助
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