0028 Java学习笔记-面向对象-final修饰符、不可变类

final关键字可以用于何处

  • 修饰类:该类不可被继承
  • 修饰变量:该变量一经初始化就不能被重新赋值,即使该值跟初始化的值相同或者指向同一个对象,也不可以 类变量:
  • 实例变量:
  • 形参: 注意可以修饰形参
  • 局部变量
修饰方法:该方法不可被重写

final修饰成员变量

  • final修饰成员变量,必须显式的指定初始值,系统不会为final成员进行隐式初始化,不能在初始化前访问。 因为,不管是类变量还是实例变量,都有个初始化的过程,初始化赋值后便不能再赋值,如果不显式的指定初始值,那么这些变量就没有存在的意义
修饰类变量:
  • 要么声明时指定
  • 要么在静态块中指定
  • 二者互斥,只能是其一
修饰实例变量:
  • 要么声明时指定
  • 要么非静态块中指定
  • 要么构造方法中指定
  • 三者任意两者互斥,只能是这三者之其一

final修饰局部变量

  • 局部变量,不管有没有final修饰,都是必须显式初始化的
  • final修饰的形参,是不能赋值的

final修饰引用类型变量

  • final可以用来修饰一个引用类型变量,但只能保证这个变量始终指向同一地址
  • 不能保证指向的对象本身发生改变

final与直接量

  • 一个变量,不管是类变量、实例变量、局部变量,满足下面三个条件,便是一个直接量 用final修饰
  • 在定义该final变量时指定了初始值。注意是定义时,不能在代码块中或者构造方法中
  • 该初始值可以在编译时就被确定下来
对于直接量,在编译的时候,会用直接量把变量名替换掉,编译后的文件中是不存在这个变量的 Java用常量池来管理使用过的字符串直接量

final修饰方法

  • final修饰的方法不能被重写,比如作为根父类的Object就有一个.getClass()方法是用final修饰的
  • 如果父类有一个private final修饰的方法,子类也有这个方法,private final修饰,方法签名也相同,注意这不是重写,这是两个无关的方法,

final修饰类

  • final修饰的类不能被继承,比如:
  • public final class Math extends Object {...}

不可变(immutable)类

  • 不可变类:创建实例后,实例变量不可变,即实例的状态不能发生改变
  • 8个包装类和String都是不可变类
  • 如何定义一个不可变类: 用private和final修饰成员变量
  • 提供带参数的构造器,用来初始化成员变量
  • 只提供成员变量的get方法,不提供set方法
  • 有必要的话重写equals()和hashCode()方法
如果成员变量是引用类型
  • 这种情况要特别注意,上面的写法只能用于基本类型
  • 对引用类型不可变的写法,基本原则就是隔绝外部对它的访问,主要要做好两点: 传递进来的引用类型对象不要直接用,而要根据其实例变量重新创建一个
  • 外部访问时,根据这个对象的实例变量的值,重新创建一个对象返回
看下面的示例代码:

示例一:该不可变类对引用类型变量无效

public class Test{  
    public static void main(String[] args) { 
        Name n=new Name("师兄","大");
        System.out.println(n);            //Name@15db9742
        Person p=new Person(n,100);
        System.out.println(p);            //输出:[大师兄100岁]
        System.out.println(p.getName());  //Name@15db9742
        n.setFirstName("师兄");
        n.setLastName("二");
        System.out.println(p);            //输出:[二师兄100岁],不可变对象还是变了,再看下面一段代码
        System.out.println(p.getName());  //Name@15db9742
    }
}
class Person{
    private final Name name;
    private final int age;
    public Person(Name name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    public Name getName(){
        return name;
    }
    public String toString(){
        return "["+name.getLastName()+name.getFirstName()+age+"岁]";
    }
}
class Name{
    private String firstName;
    private String lastName;
    public Name(){}
    public Name(String first,String last){
        firstName=first;
        lastName=last;
    }
    public String getFirstName(){
        return firstName;
    }
    public void setFirstName(String firstName){
        this.firstName=firstName;
    }
    public String getLastName(){
        return lastName;
    }
    public void setLastName(String lastName){
        this.lastName=lastName;
    }
}

示例代码二:改写了两行

public class Test{  
    public static void main(String[] args) { 
        Name n=new Name("师兄","大");
        System.out.println(n);            //Name@15db9742
        Person p=new Person(n,100);
        System.out.println(p);            //输出:[大师兄100岁]
        System.out.println(p.getName());  //Name@6d06d69c
        n.setFirstName("师兄");
        n.setLastName("二");
        System.out.println(p);            //输出:[大师兄100岁]。没发生改变
        System.out.println(p.getName());  //Name@7852e922
    }
}
class Person{
    private final Name name;
    private final int age;
    public Person(Name name,int age){
        this.name=new Name(name.getFirstName(),name.getLastName());  //此行改写
        this.age=age;
    }
    public Name getName(){
        return new Name(name.getFirstName(),name.getLastName());     //此行改写
    }
    public String toString(){
        return "["+name.getLastName()+name.getFirstName()+age+"岁]";
    }
}
class Name{
    private String firstName;
    private String lastName;
    public Name(){}
    public Name(String first,String last){
        firstName=first;
        lastName=last;
    }
    public String getFirstName(){
        return firstName;
    }
    public void setFirstName(String firstName){
        this.firstName=firstName;
    }
    public String getLastName(){
        return lastName;
    }
    public void setLastName(String lastName){
        this.lastName=lastName;
    }
}

缓存实例的不可变类

  • 如果一个不可变类的部分实例,需要被频繁的访问到,那么可以考虑把这部分实例缓存起来,以提高性能
  • Integer类就把[-128,127]的每个整数的Integer对象缓存了,见 0024 Java学习笔记-面向对象-包装类、对象的比较、String常量池问题
  • 示例:
public class T1{  
    public static void main(String[] args) { 
        CacheImmutable c1=CacheImmutable.valueOf("A");
        CacheImmutable c2=CacheImmutable.valueOf("A");
        System.out.println(c1==c2);                      //返回true
    }
}
class CacheImmutable{
    private static int MAX_SIZE = 10;                    //缓存的大小
    private static CacheImmutable[] cache=new CacheImmutable[MAX_SIZE]; //静态变量
    private static int pos=0;                            //下一个要缓存的对象在cache中的索引号
    private final String name;                           //CacheImmutable就这一个实例变量,用private final修饰,name是String类型,也是不可变的
    private CacheImmutable(String name){                 //通过带参数的构造器初始化final的实例变量,但不允许外部通过它创建对象
        this.name=name;
    }
    public String getName(){                             //提供了get方法,没提供set方法,
        return name;
    }
    public static CacheImmutable valueOf(String name){   //要获得该类的对象,只能通过这个静态方法
        for (int i=0;i<MAX_SIZE;i++){                    //先遍历一遍,看缓存中是否已经有了name对应的对象
            if (cache[i]!=null && cache[i].getName().equals(name)){  //?为何不直接访问name,有何区别
                return cache[i];                         //如果已经有了就将其返回,方法调用结束
            }
        }
        if (pos==MAX_SIZE){
            cache[0]=new CacheImmutable(name);           //如果已经缓存了10个(cache索引号9),那就从头开始覆盖
            pos=1;
        }else{
            cache[pos]=new CacheImmutable(name);          //如果还不到10个,那就创建个对象,放在pos位置
            pos++;
        }
        return cache[pos-1];                              //返回新创建并缓存的对象,方法调用结束
    }
    public boolean equals(Object obj){
        if (this==obj) {
            return true;
        }
        if (obj!=null && obj.getClass()==CacheImmutable.class) {
            CacheImmutable ci=(CacheImmutable)obj;
            return name.equals(ci.getName());
        }
        return false;
    }
    public int hashCode(){
        return name.hashCode();
    }
}

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