深入理解 Java Static 关键字和 final 关键字

 2022-08-22
原文地址:https://blog.51cto.com/JavaArchitect/5608979

前言:

我们上一篇讲到了this,super和代码块,这一篇我们聊一下static final,文章中每一条概念都会配上演示代码和代码截图还有结果,希望能给兄弟们带来帮助!

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一.介绍

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。

final是java中的一个关键字,可以用来修饰变量、方法和类。用关键词final修饰的域成为最终域。用关键词final修饰的变量一旦赋值,就不能改变,也称为修饰的标识为常量。如果一个类的域被关键字final所修饰,它的取值在程序的整个执行过程中将不会改变。

假如说整个类都是final,就表明自己不希望从这个类继承,或者不答应其他任何人采取这种操作。换言之,出于这样或那样的原因,我们的类肯定不需要进行任何改变;或者出于安全方面的理由,我们不希望进行子类化(子类处理)。

除此以外,我们或许还考虑到执行效率的问题,并想确保涉及这个类各对象的所有行动都要尽可能地有效。

二.知识点介绍

1、static

2、final

3、static和final一起使用

三.节点详解

1、static

1.1、修饰成员变量

在我们平时的使用当中,static最常用的功能就是修饰类的属性和方法,让他们成为类的成员属性和方法,我们通常将用static修饰的成员称为类成员或者静态成员,这句话挺起来都点奇怪,其实这是相对于对象的属性和方法来说的。

代码演示:
    package com.Test;
    
    public class Person {
            String name;
            int age;
    
            /*自定义的toString()方法不能够传入参数,并且必须返回一个字符串。定义的toString可以返回我们任何需要的值*/
            public String toString() {
                return "Name:" + name +
                        ", Age:" + age;
            }
    
            public static void main(String[] args) {
                //对象一
                Person p1 = new Person();
                p1.name = "磊哥";
                p1.age = 25;
                //对象二
                Person p2 = new Person();
                p2.name = "java历险记";
                p2.age = 4;
                System.out.println(p1);
                System.out.println(p2);
            }
    
        }

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1.2、修饰成员方法

static的另一个作用,就是修饰成员方法。相比于修饰成员属性,修饰成员方法对于数据的存储上面并没有多大的变化,因为我们从上面可以看出,方法本来就是存放在类的定义当中的。static修饰成员方法最大的作用,就是可以使用"类名.方法名"的方式操作方法,避免了先要new出对象的繁琐和资源消耗,我们可能会经常在帮助类中看到它的使用:

代码演示:
    package com.Test;
    
    public class Person {
    
            public static void print(Object o){
                System.out.println(o);
            }
    
            public static void main(String[] args) {
                Person.print("磊哥的java历险记");
            }
        }

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1.3、静态块

在说明static关键字的第三个用法时,我们有必要重新梳理一下一个对象的初始化过程。以下面的代码为例:

代码演示:
    package com.Test;
    
    public class Person {
    
    }
        class Book{
            public Book(String msg) {
                System.out.println(msg);
            }
        }
    
        class PersonTwo {
    
            Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");
            static Book book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");
    
            public PersonTwo(String msg) {
                System.out.println(msg);
            }
    
            Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");
            static Book book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");
    
            public static void main(String[] args) {
                PersonTwo p1 = new PersonTwo("p1初始化");
            }
    
        }

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1.4、静态导包

相比于上面的三种用途,第四种用途可能了解的人就比较少了,但是实际上它很简单,而且在调用类方法时会更方便。以上面的“PrintHelper”的例子为例,做一下稍微的变化,即可使用静态导包带给我们的方便:

代码演示:
    /*
    PrintHelper.java文件
    */
    package com.Test;
    
    public class PrintHelper {
    
            public static void print(Object o){
                System.out.println(o);
            }
        }
    package com.Test;
    
    
    
    import static com.Test.PrintHelper.print;
    
    public class Main {
    
           public static void main(String[] args) {
                  print("磊哥的java历险记");
           }
    
    }

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2、final

在java中,final的含义在不同的场景下有细微的差别,但总体上来说,它指的是“这是不可变的”。下面,我们来讲final的四种主要用法。

2.1、修饰数据

在编写程序时,我们经常需要说明一个数据是不可变的,我们成为常量。在java中,用final关键字修饰的变量,只能进行一次赋值操作,并且在生存期内不可以改变它的值。更重要的是,final会告诉编译器,这个数据是不会修改的,那么编译器就可能会在编译时期就对该数据进行替换甚至执行计算,这样可以对我们的程序起到一点优化。不过在针对基本类型和引用类型时,final关键字的效果存在细微差别。举个例子:

代码演示:
    package com.Test;
    
    public class PrintHelper {
    
        static class Value {
            int v;
            public Value(int v) {
                this.v = v;
            }
        }
    
        public static class FinalTest {
    
            final int f1 = 1;
            final int f2;
    
            public FinalTest() {
                f2 = 2;
            }
    
            public static void main(String[] args) {
                final int value1 = 1;
                // value1 = 4;
                final double value2;
                value2 = 2.0;
    
                final Value value3 = new Value(1);
                value3.v = 4;
            }
        }
    }

2.2、修饰方法参数

前面我们可以看到,如果变量是我们自己创建的,那么使用final修饰表示我们只会给它赋值一次且不会改变变量的值。那么如果变量是作为参数传入的,我们怎么保证它的值不会改变呢?这就用到了final的第二种用法,即在我们编写方法时,可以在参数前面添加final关键字,它表示在整个方法中,我们不会(实际上是不能)改变参数的值:

代码演示:
    package com.Test;
    public class Main {
    
                  public void finalFunc(final int i, final PrintHelper p) {
                         // i = 5; 不能改变i的值
                         // v = new Value(); 不能改变v的值
                        p.name = "磊哥的java历险记"; // 可以改变引用对象的值
                  }
           }
        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);
                  }
           }

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2.3、修饰方法

第三种方式,即用final关键字修饰方法,它表示该方法不能被覆盖。这种使用方式主要是从设计的角度考虑,即明确告诉其他可能会继承该类的程序员,不希望他们去覆盖这个方法。这种方式我们很容易理解,然而,关于private和final关键字还有一点联系,这就是类中所有的private方法都隐式地指定为是final的,由于无法在类外使用private方法,所以也就无法覆盖它。

代码演示:
    class A{
            public
    final void a(){
         }
        }
        class A1 extends A{
           public final void a(){//不可以
    
         }
        }

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代码演示:
    package com.Test;
    
    
    
    public class Test {
    
            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");
    
            }
        }
        //继承Test
        class Test2 extends Test {
    
            public void f1(){
                System.out.println("Test父类方法f1被覆盖!");
            }
    
            /*public void f2(){
                System.out.println("Test父类方法不能被f2被覆盖!");
            }*/
    
            public void f3(){
                System.out.println("Test父类方法f3被覆盖!");
            }
    
    
    
            public static void main(String[] args) {
                Test2 t=new Test2();
                t.f1();
                //调用从父类继承过来的final方法
                t.f2();
                //调用从父类继承过来的方法
                t.f3();
                //调用失败,无法从父类继承获得
                //t.f4();
    
            }
        }

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2.4、修饰类

了解了final关键字的其他用法,我们很容易可以想到使用final关键字修饰类的作用,那就是用final修饰的类是无法被继承的。

    final class A{
    
        }

3、static和final一起使用

(1)static final用来修饰成员变量和成员方法,可以理解为“全局变量”

(2)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。

(3)对于方法,表示不可覆盖,并且可以通过类名直接访问。

注意:

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。

代码演示:
    package com.Test;
    
    
    import java.util.ArrayList;
    
    public class Test {
        private static final String strStaticFinalVar = "磊哥的java历险记";
        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----------");
    
            System.out.println("strStaticFinalVar=" + strStaticFinalVar + "");
    
            System.out.println("strStaticVar=" + strStaticVar + "");
            System.out.println("strFinalVar=" + strFinalVar + "");
    
            System.out.println("intStaticFinalVar=" + intStaticFinalVar + "");
    
            System.out.println("integerStaticFinalVar=" + integerStaticFinalVar + "");
            System.out.println("alStaticFinalVar=" + alStaticFinalVar + "");
            //错误,final表示终态,不可以改变变量本身.
            //strStaticFinalVar="哈哈哈哈";
            //正确,static表示类变量,值可以改变
            strStaticVar = "_51博客";
            //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。
            //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;
            //integerStaticFinalVar=new
            //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。
            //Integer(8);
            //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("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");
            System.out.println("-------------值处理后----------");
    
            System.out.println("strStaticFinalVar=" + strStaticFinalVar + "");
            System.out.println("strStaticVar=" + strStaticVar + "");
            System.out.println("strFinalVar=" + strFinalVar + "");
            System.out.println("intStaticFinalVar=" + intStaticFinalVar + "");
            System.out.println("integerStaticFinalVar=" + integerStaticFinalVar + "");
            System.out.println("alStaticFinalVar=" + alStaticFinalVar + "");
        }
        public static void main(String args[])
        {
            new Test().test();
        }
    }

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结语:

只有向前不断行走,才能有始有终。当你想要放弃的时候,就想想一开始你是怎样的拼尽全力;当你想要逃避的时候,就回头看看当初那个坚定执着的你。

我从不知道顺其自然有多自然,但我知道现实有多现实。

感谢兄弟们的持续关注!

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