Java关键字final、static使用总结

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。

1、final类
　final类
当你将final用于类身上时，你就需要仔细考虑，因为一个final类是无法被任何人继承的，那也就意味着此类在一个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类中的成员变量，你可以定义其为final，也可以不是final。而对于方法，由于所属类为final的关系，自然也就成了final型的。你也可以明确的给final类中的方法加上一个final，但这显然没有意义。
下面的程序演示了final方法和final类的用法：

final class finals {
    final String str = "final Data";
    public String str1 = "non final data";

    final public void print() {
        System.out.println("final method.");
    }

    public void what() {
        System.out.println(str + "\n" + str1);
    }

}

public class FinalDemo { // extends final 无法继承
    public static void main(String[] args) {
        finals f = new finals();
        f.what();
        f.print();
    }
}

从程序中可以看出，final类与普通类的使用几乎没有差别，只是它失去了被继承的特性。final方法与非final方法的区别也很难从程序行看出，只是记住慎用。

附注：
final在设计模式中的应用
在设计模式中有一种模式叫做不变模式，在Java中通过final关键字可以很容易的实现这个模式，在讲解final成员时用到的程序Bat.java就是一个不变模式的例子。如果你对此感兴趣，可以参考阎宏博士编写的《Java与模式》一书中的讲解。

 

2、final方法
如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，则可以把这个方法声明为final方法。

将方法声明为final，那就说明你已经知道这个方法提供的功能已经满足你要求，不需要进行扩展，并且也不允许任何从此类继承的类来覆写这个方法，但是继承仍然可以继承这个方法，也就是说可以直接使用。

 

    另外有一种被称为inline的机制，它会使你在调用final方法时，直接将方法主体插入到调用处，而不是进行例行的方法调用，例如保存断点，压栈等，这样可能会使你的程序效率有所提高，然而当你的方法主体非常庞大时，或你在多处调用此方法，那么你的调用主体代码便会迅速膨胀，可能反而会影响效率，

     所以你要慎用final进行方法定义。

 

     类中所有的private方法从某种意义上讲都是属于final的，因为他们在其它地方没法覆盖，你可以在一个private方法前加final修饰符，但没什么意义。

 

使用final方法的原因有二：
第一、把方法锁定，防止任何继承类修改它的意义和实现。
第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制，大大提高执行效率。

例如：

public class Test1 {

 public static void main(String[] args) {
 // TODO 自动生成方法存根
 }

 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

 }
} 

3、final变量（常量）
　用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！ 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。
　从下面的例子中可以看出，一旦给final变量初值后，值就不能再改变了。 另外，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。但是，final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性，为此，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。

package cn.aaa.test;

 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;
 }

 /**
 * @param args
 */
 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
 }

 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.
 }
} 

 
4、final参数
当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。

public class Test4 {
 public static void main(String[] args) {
  new Test4().f1(2);
 }

 public void f1(final int i){
  //i++; //i是final类型的,值不允许改变的.
  System.out.print(i);
 }
} 
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对象可以在它的任何对象创建之前访问，无需引用任何对象。

　用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法，当声明它类的对象市，不生成static变量的副本，而是类的所有实例共享同一个static变量。

　static变量前可以有private修饰，表示这个变量可以在类的静态代码块中，或者类的其他静态成员方法中使用（当然也可以在非静态成员方法中使用--废话），但是不能在其他类中通过类名来直接引用，这一点很重要。实际上你需要搞明白，private是访问权限限定，static表示不要实例化就可以使用，这样就容易理解多了。static前面加上其它访问权限关键字的效果也以此类推。

　static修饰的成员变量和成员方法习惯上称为静态变量和静态方法，可以直接通过类名来访问，访问语法为：
类名.静态方法名(参数列表...)
类名.静态变量名

　用static修饰的代码块表示静态代码块，当Java虚拟机（JVM）加载类时，就会执行该代码块（用处非常大，呵呵）。

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、静态方法
　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的成员变量和成员成员方法)，只能访问所属类的静态成员变量和成员方法。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 Test5 {
 private static int a;
 private int b;

 static{
  Test5.a=3;
  System.out.println(a);
  Test5 t=new Test5();
  t.f();
  t.b=1000;
  System.out.println(t.b);
 }
 static{
  Test5.a=4;
  System.out.println(a);
 }
 public static void main(String[] args) {
  // TODO 自动生成方法存根
 }
 static{
  Test5.a=5;
  System.out.println(a);
 }
 public void f(){
  System.out.println("hhahhahah");
 }
} 
 

运行结果：
3
hhahhahah
1000
4
5

　利用静态代码块可以对一些static变量进行赋值，最后再看一眼这些例子，都一个static的main方法，这样JVM在运行main方法的时候可以直接调用而不用创建实例。

4、static和final一块用表示什么
static final用来修饰成员变量和成员方法，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。
对于方法，表示不可覆盖，并且可以通过类名直接访问。
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下面是在另一个地方看到的final总结，粘过来做以补充。
final成员变量
    当你在类中定义变量时，在其前面加上final关键字，那便是说，这个变量一旦被初始化便不可改变，这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变，而对于对象变量来说其引用不可再变，但引用变量所指向的对象中的内容还是可以改变的。

其初始化可以在三个地方，
一是其定义处，也就是说在final变量定义时直接给其赋值，
二是在构造函数中。而且在Java1.1以前，只能是在定义时给值。
三是在初如化代码块中{} 或者　static{}
下面这段代码演示了这一点：更加详细的探讨请参考关于final变量的初始化探讨

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;

public class Bat {

    final double PI = 3.14; // 在定义时便给址值
    final int i; // 因为要在构造函数中进行初始化，所以此处便不可再给值
    final List list; // 此变量也与上面的一样

    Bat() {
        i = 100;
        list = new LinkedList();
    }

    Bat(int ii, List l) {
        i = ii;
        list = l;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Bat b = new Bat();
        b.list.add(new Bat());　//引用不可变，但引用指向的内容是可以变的
        // b.i=25;   syntax error  i是不可变的
        //b.list=new ArrayList();　错误，对象引用是不可变的
        System.out.println("I=" + b.i + " List Type:" + b.list.getClass());
        b = new Bat(23, new ArrayList());
        b.list.add(new Bat());
        System.out.println("I=" + b.i + " List Type:" + b.list.getClass());
    }
}

 

再例如，对于如下语句：

final StringBuffer a=new StringBuffer("immutable");
　　执行如下语句将报告编译期错误：

a=new StringBuffer("");
　　但是，执行如下语句则可以通过编译：

a.append(" broken!");

有人在定义方法的参数时，可能想采用如下形式来阻止方法内部修改传进来的参数对象：

public void method(final  StringBuffer  param)

{

}

实际上，这是办不到的，在该方法内部仍然可以增加如下代码来修改参数对象，其它对象亦如此：

  param.append("a");

在看一个例子
//: 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:for 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,因为i1是final的
        fd1.v2.i++; // Object isn't constant!　这个可以是因为类Value中的i是普通变量
        fd1.v1 = new Value(); // OK -- not final
        for (int i = 0; i < fd1.a.length; i++)
            fd1.a[i]++; // Object isn't constant!

　　　　//下面三个犯同样的错误 Error: Can't　change handle
        // ! fd1.v2 = new Value();
        // ! fd1.v3 = new Value(); //
        // ! fd1.a = new int[3];
        fd1.print("fd1");
        System.out.println("Creating new FinalData");

        FinalData fd2 = new FinalData();
        fd1.print("fd1");
        fd2.print("fd2");
    }
}
输出结果（由于上面用了随机函数，所以输出结果可能不一样，但是规律是一样的）：
fd1: i4 = 4, i5 = 6
Creating new FinalData
fd1: i4 = 4, i5 = 6
fd2: i4 = 10, i5 = 6
结果分析：fd1与fd2的i4发现值总是不一样，但i5的值却是一样的，这是为什么呢？
　我们可以发现定义i4与i5惟一的区别是后者多了一个static，由于final变量和static变量可以说都只能存一个数据，他们惟一的区别是static变量是属于类的，是类变量，只会被加载一次。而i4虽然是final的，但是它仍是个普通变量，属于实例变量，每创建一个对象还是会被加载一次，又由于是个随机函数，所以最终的结果不一样。
所以：一定要区分final与static final的细微差别。

     使用final关键字修饰一个变量时，是指引用变量不能变，引用变量所指向的对象中的内容还是可以改变的。

 

此程序很简单的演示了final的常规用法。在这里使用在构造函数中进行初始化的方法，这使你有了一点灵活性。如Bat的两个重载构造函数所示，第一个缺省构造函数会为你提供默认的值，重载的那个构造函数会根据你所提供的值或类型为final变量初始化。然而有时你并不需要这种灵活性，你只需要在定义时便给定其值并永不变化，这时就不要再用这种方法。在main方法中有两行语句注释掉了，如果你去掉注释，程序便无法通过编译，这便是说，不论是i的值或是list的类型，一旦初始化，确实无法再更改。然而b可以通过重新初始化来指定i的值或 list的类型，输出结果中显示了这一点：
I=100 List Type:class java.util.LinkedList
I=23 List Type:class java.util.ArrayList

还有一种用法是定义方法中的参数为final，对于基本类型的变量，这样做并没有什么实际意义，因为基本类型的变量在调用方法时是传值的，也就是说你可以在方法中更改这个参数变量而不会影响到调用语句，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，这样你在方法中对对象变量的修改也会影响到调用语句中的对象变量，当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时，明确使用final进行声明，会防止你无意的修改而影响到调用方法。

另外方法中的内部类在用到方法中的参变量时，此参变也必须声明为final才可使用，如下代码所示：
public class INClass {
    void innerClass(final String str) {
        class IClass {
            IClass() {
                System.out.println(str);
            }
        }
        IClass ic = new IClass();
    }

    public static void main(String[] args) {
        INClass inc = new INClass();
        inc.innerClass("Hello");
    }
}