谈一谈你对 final 关键字的理解？什么时候需要用这个关键字来定义呢？

八股文_Java基础面试题 0 7

参考回答

final 关键字的作用：

修饰变量
- 表示变量的值一旦初始化后，就不能再改变。
- 对于基本数据类型，值不能修改；对于引用类型，引用地址不能改变，但对象的内容可以改变。
修饰方法
- 表示方法不能被子类重写。
修饰类
- 表示类不能被继承。

使用场景：

防止变量值被修改（如常量定义）。
防止子类修改父类的重要方法。
防止类被继承（如工具类设计）。

详细讲解与拓展

1. `final` 修饰变量

局部变量：
- 必须在声明时或第一次使用前进行初始化，一旦赋值后就不可修改。
成员变量：
- 必须在声明时、构造器或代码块中初始化，保证其值在对象生命周期中不变。
静态变量：
- 常与 static 一起使用，表示一个全局常量。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        final int x = 10; // 局部变量
        // x = 20; // 编译错误，不能修改 final 变量

        final StringBuilder sb = new StringBuilder("hello");
        sb.append(" world"); // 可以修改对象内容
        // sb = new StringBuilder("new"); // 编译错误，不能修改引用地址
        System.out.println(sb);
    }
}

总结：

基本类型：值不可变。
引用类型：引用地址不可变，但内容可变。

2. `final` 修饰方法

子类无法重写被 final 修饰的方法。
常用于设计重要或核心方法，防止逻辑被子类改变。

示例代码：

class Parent {
    public final void display() {
        System.out.println("This is a final method.");
    }
}

class Child extends Parent {
    // @Override
    // public void display() {} // 编译错误，final 方法不能被重写
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Child child = new Child();
        child.display(); // 调用父类方法
    }
}

使用场景：

防止关键方法的行为被子类修改。
确保设计的一致性，例如模板设计模式中的固定方法。

3. `final` 修饰类

表示该类不能被继承。
常用于工具类或不可变类（如 String），确保其设计不被扩展和破坏。

示例代码：

final class Utility {
    public static void printMessage() {
        System.out.println("This is a utility class.");
    }
}

// class ExtendedUtility extends Utility {} // 编译错误，final 类不能被继承

使用场景：

工具类：如 java.lang.Math。
不可变类：如 String。

4. `final` 的实际应用场景

定义常量

常与 static 配合使用，定义全局不可变的值。

public class Constants {
   public static final int MAX_VALUE = 100;
}

不可变对象

类中所有字段均用 final 修饰，确保对象状态不可变。

final class ImmutableClass {
   private final String name;

   public ImmutableClass(String name) {
       this.name = name;
   }

   public String getName() {
       return name;
   }
}

线程安全

使用 final 修饰变量可以避免对象的状态在多线程中被意外修改。

public class ThreadSafe {
   private final int sharedValue = 10;

   public int getSharedValue() {
       return sharedValue;
   }
}

设计模式中的应用

模板设计模式：final 修饰模板方法，防止子类更改流程逻辑。

abstract class Template {
   public final void process() { // 模板方法
       step1();
       step2();
   }

   protected abstract void step1();
   protected abstract void step2();
}

拓展知识

final 和 immutable 的区别
- final 确保变量、方法或类不能被修改。
- immutable 通常描述对象的状态不可变，如 String 类。
final 的性能优化
- 在编译期，final 变量会被替换为常量，提升性能。
- 编译器和 JVM 可以对 final 方法进行内联优化。
final 和 finally、finalize 的区别
- final：用于修饰变量、方法、类。
- finally：用于保证代码块（如资源释放）一定会执行。
- finalize：垃圾回收机制中调用的方法，用于对象回收前的清理操作（不推荐使用）。

参考回答

详细讲解与拓展

1. final 修饰变量

2. final 修饰方法

3. final 修饰类

4. final 的实际应用场景

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1. `final` 修饰变量

2. `final` 修饰方法

3. `final` 修饰类

4. `final` 的实际应用场景

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