В каких случаях можно применить модификатор final в Java?

Модификатор final в Java можно применить к:

1. Переменным:

   • Локальные переменные: Их значение присваивается один раз и не может быть изменено после инициализации.
   • Поля класса: Значение поля присваивается либо при объявлении, либо в конструкторе и затем не может быть изменено.
   • Параметры метода: Параметр внутри метода становится константой; его нельзя переприсвоить внутри тела метода.

   Применение final к переменным обеспечивает:

   • Иммутабельность: Гарантия, что значение не изменится.
   • Потокобезопасность: final поля класса автоматически видны всем потокам после завершения конструктора без дополнительной синхронизации.
   • Оптимизации компилятора: Компилятор может производить некоторые оптимизации, зная, что значение не изменится.

2. Методам:

   • Метод, объявленный как final, не может быть переопределен в подклассах.
   • Это полезно для:
     • Предотвращения нежелательного изменения поведения: Гарантирует, что логика метода останется неизменной.
     • Стимулирования композиции: Подталкивает к использованию композиции вместо наследования.
     • Возможных оптимизаций компилятора: Компилятор может выполнять инлайн-развертывание вызовов final методов.

3. Классам:

   • Класс, объявленный как final, не может иметь подклассов.
   • Применение final к классу используется для:
     • Создания неизменяемых (иммутабельных) классов: Например, классы-обертки примитивов (Integer, String).
     • Защиты дизайна: Предотвращает расширение, которое может нарушить инварианты класса.
     • Повышения безопасности: Гарантирует, что поведение класса не может быть изменено путем создания подклассов.

Примеры:

public class Example {
    // final поле класса
    private final String name;

    // final примитивное поле
    private final int id;

    // final, но может быть ссылку на разные объекты List пока не будет создана
    // после создания объект List менять можно, но нельзя переназначать ссылку на другой List
    private final List<String> items;

    // Константа времени компиляции
    public static final double PI = 3.14159;

    public Example(String name, int id) {
        this.name = name; // Присвоение final полю name
        this.id = id;     // Присвоение final полю id
        this.items = new ArrayList<>(); // Инициализация final поля списка
    }

    // final метод
    public final void printDetails() {
        System.out.println("Name: " + name + ", ID: " + id);
    }

    // Метод с final параметром
    public void addItem(final String item) {
        // item = "новый элемент"; // Ошибка компиляции: Cannot assign a value to final variable 'item'
        items.add(item);
    }
}

// final класс
// public final class ImmutableClass {
//     private final int value;
//
//     public ImmutableClass(int value) {
//         this.value = value;
//     }
//
//     public int getValue() {
//         return value;
//     }
// }

// public class SubclassOfImmutable extends ImmutableClass { // Ошибка компиляции: Cannot inherit from final class
// }