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codevald

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发布于: 2021 年 02 月 04 日

前言

修饰符怎么使用也是 Java 基础中比较重要的知识点，彻底理解了之后，后面学习更高深的东西才能得心应手。今天，以修饰符中比较常见的 final 为切入点，来谈谈 final 的使用的奇淫技巧以及一些相关的知识点。学废了记得三连哦。

初始化块

在 final 的运用中，经常和初始化块和构造器结合起来一起使用。上篇文章已经介绍完什么是构造器，那么现在先来谈谈什么是初始化块。

Java 会使用构造器对对象进行初始化操作，在使用的构造器的时候需要完成初始化整个 Java 对象的状态的功能，然后再将整个完整的 Java 对象返回给程序使用。那么，在 Java 中，有一个与构造器功能类似的东西，就是初始化块，它能够对 Java 对象实现初始化操作。

在 Java 中，一个类中可以有多个初始化块，相同类型的初始化块的执行顺序是有要求的，先定义的先执行（前面的先执行），后面定义的后执行。

初始化块的语法其实很简单了，就是:



修饰符 {
  //初始化块中的可执行代码块  ...  ...  ...  }

复制代码

那初始化块的分类也很简单，就分为静态初始化块和非静态初始化块两种,其中非静态初始化块也叫做普通初始化块

非静态初始化块

在生成每个对象的时候都会执行一次，可以初始化类的实例变量。非静态初始化块会在类的构造器之前执行

先来看一段代码



`public class CodeVald {
	`  int a = 6;	    `//第一个初始化块
    {

      int a = 3;      if (this.a > 4) {
        System.out.println("codevald的初始化块:  成员变量a的值大于4");
      }

      System.out.println("codevald的初始化块");

    }
    //第二个初始化块
    {
      System.out.println("codevald的第二个初始化块");

    }
    //定义一个无参数的构造器
    public CodeVald() {
      System.out.println("codevald的无参数构造器");
    }
    public static void main(String[] args) {
      new CodeVald();

    } 


  }
  }

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上面的代码定义了两个普通初始化块和一个构造器，那么执行的顺序也很简单了，先定义的初始化块先执行，然后执行后定义的初始化块，接着执行构造器的内容

来看下编译运行结果

静态初始化块

使用 static 定义，当类装载到系统只会执行一次。如果在静态初始化块中想初始化变量的话，就只能初始化类变量了，即是由 static 修饰的数据成员。

来看一个静态初始化块、普通初始化块和构造器结合的例子：


public class JingTai_CodeBlock {
    public static void main(String[] args) {

      new C();      new C();

    }
}

//定义第一个类A，这是父类
class A {

    static {

      System.out.println("A的静态初始化块");

    }
    {
      System.out.println("A的普通初始化块");
    }
    public A() {
      System.out.println("A的无参数构造器");
    }

}
//定义一个子类B
class B extends A {
    static {
      System.out.println("B的静态初始化块");

    }
    {
      System.out.println("B的普通初始化块");

    }
    public B() {
      System.out.println("B的无参数构造器");
    }
    public B(String message) {
      this();
      //通过this()调用无参数的构造器（即重载的构造器）      System.out.println("B的带参数构造器，传入的信息为: " + message);


    }
}
//定义一个子类C

class C extends B {

    static {
      System.out.println("C的静态初始化块");
    }
    {
      System.out.println("C的普通初始化块");

    }
    public C() {
      //通过super调用父类中带参数的构造器
      super("codevald");      System.out.println("C的构造器");


    }
}

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上述代码定义了 A、B、C 三个类，他们都提供了静态初始化块和普通初始化块，并且在类 B 中使用 this()调用了重载构造器，在 C 中使用 super()显式地调用了其父类指定的构造器，接着在 main()函数调用了两次 new C(),创建两个 C 对象。

那么来猜下会输出什么结果

先思考五分钟哦

现在来解释一下，这里定义了静态初始化块，那么会在类地初始化阶段执行静态初始化块，而不是创建对象的时候才执行，所以静态初始化块总是比普通初始化块先执行，接着是构造器

但是系统在类初始化阶段执行静态初始化块的时候，不仅会执行本类的静态初始化块，还会一直上溯到 java.lang.Object 类（所有对象的父类），如果它包含静态初始化块，先执行 java.lang.Object 类的静态初始化块，然后执行其父类的静态初始化块...执行完最后才执行该类的静态初始化块，经过上述过程才能完成该类的初始化过程。

第一次创建 C 对象的时候，会先运行静态初始化块的内容，但是会先上溯到顶级父类的静态初始化块，所以会先输出 A 的静态初始化块，接着才是 B 的静态初始化块，最后是 C 的静态初始化块。

执行完静态初始化块，一样先执行顶级父类的普通初始化块，即输出 A 的普通初始化块，接着执行顶级父类的构造器代码，即输出 A 的无参数构造器。然后输出父类的普通初始化块，接着是构造器，所以输出 B 的普通初始化块,因为 C 的构造器调用的是带参数的父类构造器，所以 B 中会调用带参数的构造器 B，所以会输出 B 的无参数构造器，B 的带参数构造器，传入的信息为: codevald，接着执行 C 的普通初始化块的代码，即输出 C 的普通初始化块，然后是构造器的代码，即 C 的构造器

第二次创建实例 C 的时候，因为类 C 已经在虚拟机中存在，所以无需再初始化 C 类了，所以静态初始化块的代码不再执行，而是重复地执行静态后面的代码。

final 修饰符

final 可以用来修饰类、变量和方法，通过 final 修饰以后，被修饰的类、方法和变量就表示不可改变的状态。

修饰成员变量

成员变量是随着类的初始化或者对象初始化而初始化的。当初始化的时候，就会为类的类属性分配内存，并设置一个默认值；当创建对象时，就会为对象的实例属性分配内存，并分配默认值。一般来说，都是在普通初始化块、静态初始化块、构造器中区指定初始值的。

那么，final 修饰的属性，在哪里声明初始值是有一定的规则的，具体如下：

修饰类属性时：可在静态静态初始化块中声明该属性的初始值
修饰实例属性时：可在普通初始化块中或者构造器中指定初始值

修饰局部变量

在初始化局部变量的时候，局部变量必须由程序员显式地去初始化。但是使用 final 修饰地局部变脸既可以指定默认值，也可以不指定默认值。假如在定义修饰的局部变量时没有指定默认值，则可以在后面代码中对该变量赋予一个指定的初始值。

那么，现在就 final 和初始化块结合起来，来看一段代码


public class UseFinal {
	//定义成员变量时指定默认值		final String author = "codevald";	final String str;	final int a;	final static double d;		//初始化块，可对没有指定默认值的实例属性指定初始值		{			str = "Hello";				//由于定义author时已经制定了默认值，因此不能为author重新赋值，下列语句会导致编译错误				//author = "CodeVald"			}

	
	static {			//在静态初始化块中为类属性指定初始值			d = 2.1;			}
	public UseFinal() {			a = 21;		}			public void useFinal() {			//普通方法不能为fina修饰的成员变量指定初始化值				//d = 2.1;			}


	public static void main(String[] args) {			UseFinal useFinal = new UseFinal();		System.out.println(useFinal.author);		System.out.println(useFinal.str);		System.out.println(useFinal.a);		System.out.println(useFinal.d);				}

}

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运行结果也很容易就出来了，但是，这里要注意一点的是，普通方法不能为 final 修饰的变量赋值，会出现编译错误的问题。

来看下运行结果

总结一下，final 成员变量（包括实例成员和类成员）必须由程序员显式地初始化，系统不会对 final 成员进行隐式初始化。如果想在初始化块、构造器中对 final 的成员变量进行初始化，那么一定要在初始化之前就访问该成员变量的值。

final 方法

在 Java 中，经常用 final 修饰那些不希望被重写的方法。所以，如果我们不希望子类重写父类的某个方法，就可以使用 final 修饰该方法。我们有时候会希望获取一个 Object 对象，所用的 getClass()方法就是一个 final 方法，因为它的设计者不希望该方法被重写，就用 final 将该方法密封起来。

final 修饰的方法只是不能重写，但是可以重载。


public class Incorrect {
	public final void test() {				  }	
}

class Sub extends Incorrect {		//下面的写法将导致编译错误，不能重写final修饰的方法		@Override 			public void test() {					  }

}

复制代码

编译程序，执行结果如下

在 Java 程序中，对于 private 修饰的方法来说，它只在当前类中可见，所以其子类无法访问该方法。所以，如果在子类中定义了一个与父类 private 方法有相同方法名、形参列表和返回值类型的方法，这不是方法重写，只是重新定义了一个新方法。不会出现编译错误的问题

例如下面的代码在子类中重写父类的 private final 方法


public class Invaild {
	private final void test() {				}
}

class Sub extends Invaild {
	public void test() {}

}

复制代码

在匿名内部类中，很多时候也会用到 final 的地方，现在先来系统地谈谈内部类是啥东西。

内部类

内部类指的是在外部类的内部再定义一个类，内部类作为外部类的一个成员，是依附在外部类而存在的。内部类可以是静态的，非静态的，可以使用 protected 和 private 来修饰，而外部类只能使用 public 和默认的包访问权限。Java 中的内部类主要有成员内部类、静态内部类、局部内部类和匿名内部类。

那么内部类有什么使用的价值呢？

Java 是从 JDK1.1 开始引入了内部类，内部类的主要作用如下：

内部类提供了更好的封装，可以把内部类隐藏在外部类之内，不允许同一个包中的其他类访问该类
内部类的成员可以直接访问外部类的私有数据，因为内部类被当成了外部类的成员，同一个类中的成员之间是可以互相访问的。但外部类不能访问内部类的实现细节，譬如属性。
匿名内部类适用于那些创建仅使用一次的类

内部类是一个编译时的概念，一旦编译成功，外部类和内部类就成为完全不同的类，即生成两个类的编译文件，分别是 outer.class 和 outer$inner.class(假如外部类是 outer，内部类是 inner)。

成员内部类

在大多数的情况下，内部类作为成员内部类来定义。成员内部类是一种与属性、方法、构造器和初始化块相似的类成员。局部内部类和匿名内部类都不是类成员。Java 中的成员内部类分别是静态内部类和非静态内部类。使用 static 修饰的就是静态内部类，没有使用 static 修饰的成员内部类就是非静态内部类.

非静态内部类

来看一段代码



public class FeiJingTai {		private String area;			//重载构造器		public FeiJingTai() {			}		public FeiJingTai(String area) {			this.area = area;		}		//定义内部类		private class FeiJingTaiInner {			//内部类的属性				private String name;		private String wechat;				public FeiJingTaiInner(String name,String wechat) {					this.name = name;			this.wechat = wechat;						}				//内部方法				public void info() {							System.out.println("CodeVald的作者是 " + name + ",微信号是 " + wechat);			System.out.println("所属地区是 " + area);								}
		}			//外部类测试方法			public void test() {							FeiJingTaiInner a = new FeiJingTaiInner("codevald","valdcode");			a.info();
		}

		public static void main(String[] args) {							FeiJingTai a = new FeiJingTai("广东广州");			a.test();
				}


}

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在上面的代码中，可以看到在非静态内部类中可以直接访问外部类的私有成员，所以其实就是在类 FeiJingTaiInner 的方法内直接访问外部类的私有属性。这是因为在类 FeiJingTaiInner 内部类对象中保存了一个它储存的外部类对象的引用[当调用非静态内部类的实例方法时，必须有一个非静态内部类实例，而非静态内部类实例必须寄居在外部类实例里]

编译程序，将会看到在文件路径下生成了两个类文件一个是 FeiJingTai.class，另一个是 FeiJingTai$FeiJingTaiInner.class

执行后的结果

再来看一段代码


class MemberInner {// 定义类 MemberInner，这是一个外部类    private String name = "codevald";
    public void execute() {        // 在外部类中创建成员内部类        InnerClass innerClass = this.new InnerClass();    }
    /** 成员内部类 */    public class InnerClass {        // 内部类可以创建与外部类同名的成员变量        private String name = "codevald";
        public void execute() {            System.out.println(this.name);            // 在内部类中使用外部类成员变量的方法            System.out.println(MemberInner.this.name);        }    }
    public static void main(String[] args) {        MemberInner.InnerClass innerClass = new MemberInner().new InnerClass();        innerClass.execute();    }}

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在上面的代码中，使用了两种方式创建内部类对象，一种是用外部引用的方式，另一种是调用方法创建，在 execute()方法中,this 代表的是创建在堆中的外部对象，而在内部类，使用 this 是分别引用内部类中的属性和外部类中的属性。

看下编译运行结果

静态内部类

如果不需要内部类对象与外部类对象之间有联系，则可以将内部类声明为 static。在非静态内部类中，内部类对象通常会保存了一个指向外部类的引用，如果内部类是 static 时就不用了，非静态内部类通常也称为嵌套类。

嵌套类要注意以下两点:

要创建嵌套类的对象，不需要外部类的对象
不能直接从嵌套类的对象中访问非静态的外部类对象

从一段具体的代码来分析一下


public class JingTai {
	private String name_1 = "codevald";	private static String name_2 = "codevald";		static class JingTaiInner {			private static String name;				public static void main(String[] args) {					//可以输出外部类的静态类成员变量					System.out.println(name_2);						//System.out.println(name_1);			//不可以直接输出外部类的非静态类成员变量						//得生成对象，再用对象引用去访问						JingTai a = new JingTai();			System.out.println(a.name_1);										}
		}
	public static void main(String[] args) {				JingTai.JingTaiInner a = new JingTai.JingTaiInner();		
			}


}

复制代码

运行结果

上面的代码中，在内部类有输出语句，然后再外部类创建内部类，但是在内部类中，只能直接访问外部类的静态属性，要访问外部类的非静态属性得生成对象，再用对象的引用去访问。

所以，生成一个静态内部类不需要外部类成员，这是静态内部类和成员内部类的区别。静态内部类可以直接[Outer.Inner inner = new Outer.Inner();],而不需要通过外部类来完成。这样子实际上静态内部类就是一个独立的类。

局部内部类

在方法中定义的内部类就是局部内部类。与局部变量相似的是，局部内部类可以访问当前代码中的常量和外部类的所有成员。在 Java 中，和局部变量一样，不能将局部内部类定义为 public、private、protected、和 static 类型，并且在定义方法时，只能在方法中声明 final 类型的变量。

看一段代码


public class LocalInner {
	public static void main(String[] args) {				class InnerClass {					String name;				}			class InnerSub extends InnerClass {					String des;						}			//创建局部内部类的对象				InnerSub is = new InnerSub();		is.name = "codevald";		is.des = "想起来了吗？看完就想起来了";		System.out.println("author: " + is.name + "\n" + "subject: " + is.des);
	}
}

复制代码

编译运行结果

匿名类

在实际的项目动手过程，经常会看到一个很奇怪的写法，直接在代码中随机用 new 新节一个对象，然后在 new；里面直接简单粗暴的加入要执行的代码，这就是匿名类。好处就是代码简洁、紧凑，不会出现一大段繁杂的类定义代码。

在 Java 程序中，因为匿名类没有名字，所以它的创建方式初学的时候看起来会很懵逼，创建的格式如下:


new 类/接口名(参数列表) [实现接口()]{     //匿名内部类的类体部分}

复制代码

{...}中可以定义变量的名称、方法，它跟普通的类一样。

因为 Java 程序中的匿名类没有名称，所以不能在其他地方引用，也不能实例化，只能使用一次，而且里面不能有构造器。

来看一段代码

先定义一个抽象父类


public abstract class Author {		private String name;		public String getName() {			return name;		}

	public void setName(String name) {			this.name = name;		}
	public abstract int article();

}

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编写测试类进行测试，在类中,test()方法接收一个 Author 类型的参数，同时要先实现类才能 new 新的类实例，在方法中直接使用匿名内部类新建一个 Author 实例。


public class NiMing {
	public void test(Author author) {			System.out.println("这是" + author.getName() + "的第" + author.article() + "篇原创作品.");		}			public static void main(String[] args) {			NiMing test = new NiMing();		test.test(new Author() {					//使用匿名内部类来创建一个Author实例						@Override 						public int article() {								return 2;						}							@Override 						public String getName() {								return "codevald";						}
				});
	}

}

复制代码

编译运行结果

终于讲完了，现在要进入主题了，匿名内部类中什么时候会用到 final 呢？

使用 final 形参

在 Java 中，当我们需要给匿名内部类传递参数的时候，并且如果在内部类中使用该形参的时候，这个形参则必须由 final 修饰的。即该匿名内部类所在方法的形参必须加上 final 修饰符。

编写一段代码


public class NiMing_Final {
	public static void main(String[] args) {			NiMing_Final niming = new NiMing_Final();		Inner inner = niming.getInner("codevald",true);		System.out.println("这是" + inner.getName() + "的第" + inner.article() + "篇原创作品");		
	}


	public Inner getInner(final String name,boolean isOriginal) {			return new Inner() {					private String nameStr = name;			private int article;						{							//实例初始化								if (isOriginal) {									article = 2;								} else {									article = 0;								}
						}							@Override 						public String getName() {							return nameStr;						}						@Override 						public int article() {							return article;						}				
				};	
	}

}


interface Inner {
	String getName();	int article();

}

复制代码

这里通过实例初始化实现类似构造器的功能

来看下运行结果

枚举类

在枚举类中，使用 final 的频率是最频繁的。什么是枚举类？在大多数情况下，我们要实例化的类对象是有限的而且固定的，例如季节，这种实力数量有限而且固定的类，在 Java 中被称为枚举类。

我们先来做个有意思的事情，自己模拟实现一个枚举类，在实现枚举类的时候，有以下几个步骤:

通过 private 将构造器隐藏起来
把此类需要用到的所有实例都用 public static final 修饰的形式保存起来
提供一些静态方法允许其他程序根据特定参数获取与之匹配的实例

那么可以定义一个 Season 类，在里面分别为 4 个季节定义 4 个对象，这样类 Season 就定义为了一个枚举类。


public class Season {
	//将Season定义成不可变得，将其属性定义成final		private final String name;	private final String description;		public static final Season SPRING = new Season("春天","绿肥红瘦");	public static final Season SUMMER = new Season("夏天","骄阳似火");	public static final Season FALL = new Season("秋天","天高云淡");	public static final Season WINTER = new Season("冬天","惟余莽莽");
	//构造器一定要定义为private属性		private Season(String name,String description) {			this.name = name;		this.description = description;		}		//也可以通过getSeason()获取枚举常量		public static final Season getSeason(int seasonValue) {			switch(seasonValue) {					case 1:								return SPRING;												case 2:								return SUMMER;									case 3:								return FALL;
						case 4:							return WINTER;
										default:							return null;
		}	
	}

	public String getName() {			return this.name;			}

	public String getDescription() {			return description;				}
}

复制代码

类 Season 就成为了一个不可变的类，此类包含了 4 个 static final 常量的属性，也就代表了该类所能创建的对象。其他程序需要用到 Season 对象时，可以用 Season.SPRING 方式或者 getSeason()静态方法获得。

编写测试类


public class TestSeason {
	public TestSeason(Season s) {			System.out.println(s.getName() + "，是一个" + s.getDescription() + "的季节");
	}

	public static void main(String[] args) {					new TestSeason(Season.SPRING);		new TestSeason(Season.SUMMER);		new TestSeason(Season.FALL);		new TestSeason(Season.WINTER);
	}	}

复制代码

运行结果

自己模拟完枚举类后，会发现枚举类其实就是在类编译的时候，就生成了相对应的静态常量，并且构造器是对用户透明的，它会自己进行初始化，我们只需要关心我们需要获取什么样的枚举对象就可以了。

枚举类型是从 JDK1.5 开始引入的，Java 引入了一个新的关键字 enum 来定义枚举类。这个 enum 所定义的类实际上都是继承自类库中 Enum(java.lang.Enum)的子类,它继承了 Enum 中许多有用的方法。

来继续看一段代码


public enum Color {
	RED(255,0,0),BLUE(0,0,255),BLACK(0,0,0),YELLOW(255,255,0),GREEN(0,255,0);
	private Color(int redValue,int greenValue,int blueValue) {			this.redValue = redValue;		this.greenValue = greenValue;		this.blueValue = blueValue;
	}			@Override 		public String toString() {				//覆盖了父类Enum的toString()方法
		return super.toString() + "(" + redValue + "," + greenValue + "," + blueValue + ")";
	}	


	//自定义数据域
	private int redValue;	private int greenValue;	private int blueValue;
}

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上面的 Color 枚举类是一个不可继承的 final 类。枚举值（RED...）都是 Color 类型的静态常量，因为枚举类是 class，所以在枚举类型中也可以有构造器、方法和数据域，但是枚举类的构造器是私有的，它会自己调用。

而且在上面的枚举类中，重写了枚举类 Enum 的 toString()方法，打印出更完整的信息。

来看下会有什么输出结果

在上面的代码中，调用了 Enum 的 ordinal()方法，它会返回枚举值在枚举类中的顺序，这个顺序是根据枚举值在声明的顺序中定的，所以会输出"0 1 2 3 4"。

然后调用了 Enum 的 valueOf()方法，此方法是和 toString()方法对应的，返回带指定名称的指定类型的枚举常量，所以会输出"BLUE(0,0,255)"。

最后，可能大家会疑惑，为什么 println 输出会调用重写的 toString()方法呢？

别急，让我来一一分析一下。

直接看 Java 相关类的源代码就可以分析出来了。

先来看下 System.out.println 和 System.out.print 的源代码


public void println(Object x){   String s = String.valueOf(x);      synchronized (this)       {       print(s); 
      newLine();
      } 




   public void print(Object obj) {     write(String.valueOf(obj));  }

复制代码

可以看到，当要打印一个对象时，会自动调用 String.valueOf()这个方法。

那么我们再来看下 valueof()这个方法的源代码


public static String valueOf(Object obj) {    return (obj == null) ? "null" : obj.toString();}

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这段代码的意思就是，当传入的对象为 Null 时，会返回一个 null，当非 null 时，会返回这个 obj 的 toString()方法，所以，非 null 时就会调用 toString()方法，原因我们就知道了，这就是当我们调用 print 或者 println 打印一个对象时，它会打印出这个对象的 toString()的最终根源。

所以，我觉得平时没事可以多研究 JDK 的源代码，站在巨人的肩膀上，看下怎么写出更简洁优美的代码。

今天的内容就到这里了，相信看到这里，你应该明白了 final 大概是怎么用的，什么时候需要用。“合抱之木,生于毫末。”只有站在设计者的角度，从根本上去理解为什么这么设计，吃透每个基本的知识点，并且深入研究源码，才能让内功更深厚，从而去解决一个又一个更高深的问题。

发布于: 2021 年 02 月 04 日阅读数: 61

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/52b56d7d7164f7fb94bb85b3f】。文章转载请联系作者。

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