Java final和不可变性的比较

在Java中，“final”关键字可用于定义常量值，并防止变量、方法或类的更改或覆盖。另一方面，不可变性描述了对象在其存在期间保持恒定状态的特性。对象的值在形成后不会发生改变。

变量、方法和类受到“final”关键字的限制，但不可变性进一步保证了对象的整个状态的一致性。

让我们在本文中了解final和不可变性之间的关键区别。

Java中的final

Java中的final关键字具有以下几个特点：

• final变量：它们的初始值在初始化后不能修改。它们经常用于声明不可更改的值。

• final方法：它们不能被子类修改，确保它们的行为一致。它们有助于保持重要过程的有效性。

• final类：它们不能被其他类扩展，确保它们的实现不变。final类常用于构建安全或实用程序类。

• 初始化：为了确保final变量具有已知值，它们必须在声明时或构造函数中赋值。

• 性能：使用final使编译器能够更有效地优化代码，可能导致性能提高。

• 安全性：final通过防止未经授权的更改敏感数据或行为来提高Java程序的安全性。

Java中的不可变性

在Java中，不可变类是指对象一旦创建后就无法更改其内容的类。要创建不可变类，请遵循以下要求：

• 将类声明为final，以防止继承。

• 将类的数据成员声明为private以限制直接访问。

• 将数据成员声明为final以防止对象创建后的修改。

• 使用参数化构造函数以深拷贝初始化所有字段，以防止通过对象引用进行修改。

• 在getter方法中返回对象的副本（深拷贝），而不是实际的对象引用，以保持不可变性。

通过遵循这些特点，您可以在Java中创建自己的不可变类，类似于内置的不可变类，例如Integer、Boolean、Byte、Short和String。

final和不可变性之间的差异

在Java编程中，理解“final”和“不可变性”之间的区别是至关重要的。

• Final：保留对象引用并允许状态变化

我们从”final”开始。当一个对象或变量在Java中被标记为final时，它表示在给定一个值之后，引用不能被更改为指向另一个对象或变量。重要的是要记住，尽管引用被固定了，但使用相关的setter方法仍然允许您更改对象的状态。因此，即使引用本身无法更改，您仍然可以使用可访问的方法来更改对象的内部属性或特性。换句话说，final保证了对象引用的稳定性，同时允许对其内部状态进行修改。

• Immutable：不可变值和引用的灵活性

现在我们来看看”immutable”。在Java中，不可变性指的是对象在创建后其实际值无法更改。然而，与final不同的是，您可以修改引用本身并将其赋值给另一个对象或变量。这意味着尽管对象的值保持不变，但您可以更改其引用以指向不同的实例。

• 应用和范围：Final和不可变性

修饰符”final”适用于Java中的变量而不是对象。它强调了对更改引用或变量的限制，同时允许修改对象的状态。另一方面，不可变性适用于对象，表示它们的值一旦创建就无法更改。了解这两个概念之间的区别对于确保Java程序的预期行为非常重要。

• 影响：对象地址和状态的可变性

当我们将对象或变量声明为final时，我们正在强制保持其地址的永久性。换句话说，引用保持固定，阻止对其指向位置的任何更改。相比之下，不可变性强调了在对象创建后无法修改其状态。这意味着对象的内部值无法更改，从而保持其在程序执行期间的完整性和一致性。

StringerBuffer()

该代码演示了Java中”final”关键字和不可变性之间的区别。”final”关键字使变量成为常量，防止重新赋值，而不可变性意味着对象本身无法修改。

步骤

• 步骤1：将变量”sb”声明为final StringBuffer对象，并将初始值设置为”Hello”。

• 步骤2：使用append()方法将”TP”附加到由”sb”引用的StringBuffer对象。

• 步骤3：打印”sb”的更新后的值，即”HelloTP”。

• 步骤4：尝试将新的StringBuffer对象重新赋值给变量”sb”，这会导致编译错误。

• 步骤5：打印”sb”的值，但由于前一步中的错误，此行不会被执行。

示例

// Java program to illustrate difference between final and immutability

public class Tutorialspoint {
    public static void main(String[] args)
    {
        final StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");

        //  We can make changes even though reference variable sb is final

        sb.append("TP");

        System.out.println(sb);

        // Compile time error will appear here. This is because the final variable cannot be reassigned

        sb = new StringBuffer("Hello World");

        System.out.println(sb);
    }
}

输出

Tutorialspoint.java:16: error: cannot assign a value to final variable sb
        sb = new StringBuffer("Hello World");
        ^
1 error

结论

总而言之，在Java中，“final”和不可变性具有不同的特征。“final”关键字限制了对象引用的重新赋值，但允许对对象的状态进行修改。

相反，不可变性防止对对象的值进行更改，但允许重新分配引用。理解“final”和不可变性的应用和范围对于设计可靠的Java程序很重要。当一个对象或变量被声明为final时，它的地址保持不变，而不可变性确保对象的内部值不能被修改。示例代码演示了区别，其中“final”防止重新赋值，导致编译时错误。