Java语言中的修饰符

Java语言中的修饰符

修饰符	类	成员方法	构造方法	成员变量	局部变量
abstract	√	√	—	—	—
static	—	√	—	√	—
public	√	√	√	√	—
protected(受保护的)	—	√	√	√	—
private(私有的)	—	√	√	√	—
synchronized(同步的)	—	√	—	—	—
native(本地的)	—	√	—	—	—
transient(暂时的)	—	—	—	√	—
volatile(易失的)	—	—	—	√	—
final(不可改变)	√	√	—	√	√

• 修饰顶层：abstract public final(static protected private不能)
• 成员方法和成员变量可以有多种修饰符，局部变量只能用final修饰

7.1 访问控制修饰符

访问级别	访问控制修饰符	同类	同包	子类	不同的包
公开	Public	√	√	√	√
受保护	Protected	√	√	√	—
默认	没有访问控制修饰符	√	√	—	—
私有	Private	√	—	—	—

7.2 abstract修饰符

abstract修饰符可用来修饰类和成员方法：

• 用abstract修饰的类表示抽象类，抽象类位于继承树的抽象层，抽象类不能被实例化，即不允许创建抽象类本身的实例。没有用abstract修饰的类称为具体类，具体类可以被实例化。
• 用abstract修饰的方法表示抽象方法，抽象方法没有方法体。抽象方法用来描述系统具有什么功能，但不提供具体的实现。没有用abstract修饰的方法称为具体方法，具体方法具有方法体。

使用abstarct修饰符需要遵循以下语法规则：

1. 抽象类中可以没有抽象方法，但包含了抽象方法的类必须被定义为抽象类。如果子类没有实现父类中所有的抽象方法，那么子类也必须定义为抽象类，否则编译出错。例如，以下代码中Sub类继承了Base类，但Sub类仅实现了Base类中的method1()抽象方法，而没有实现method2()抽象方法，因此Sub类必须声明为抽象类，否则编译出错：

abstract class Base{
    abstract void method1();
    abstract void method2();
}
//编译出错，Sub必须声明为抽象类
Class Sub extends Base{
    void method1(){
        System.out.println("method1")
    }
}

2. 没有抽象静态方法

abstract class Base{
	static abstract void method10;//编译出错，static和abstract修饰符不能连用
	static void method2(){···}//合法，抽象类中可以有静态方法
}    

3. 抽象类中可以有非抽象的构造方法，创建子类的实例时可能会调用这些构造方法，关于父类构造方法的调用规则参见本书第11章的11.2.3节（子类调用父类的构造方法）。抽象类不能被实例化，然而可以创建一个引用变量，其类型是一个抽象类，并让它引用非抽象的子类的一个实例。例如：

abstract class Base{}
class Sub extends Base{
    public static void main(String[] args) {
        Base base1 = new Base();//错误:Base是抽象的; 无法实例化
        Base base2 = new Sub();
    }
}

4. 抽象类及抽象方法不能被final修饰符修饰。abstract修饰符与final修饰符不能连用，因为抽象类只有允许创建其子类，它的抽象方法才能被实现，并且只有它的具体子类才能被实例化，而用final修饰的类不允许拥有子类，用final修饰的方法不允许被子类方法覆盖，两此把abstract修饰符与final修饰符连用，会导致自相矛盾。
5. 抽象方法不能被private修饰符修饰。这是因为如果方法是抽象的，表示父类只声明具备某种功能，但没有提供实现。这种方法有待于某个子类去实现它。则abstract必须可见。假如Java允许把父类的方法同时用abstract和private修饰，那就意味着在父类中声明一个永远无法实现的方法，所以在Java中不允许出现这一情况。

7.3 final修饰符

final具有“不可改变的”的含义，它可以修饰非抽象类、非抽象成员方法和变量：

• 用final修饰的类不能被继承，没有子类。
• 用final修饰的方法不能被子类的方法覆盖。
• 用final修饰的变量表示常量，只能被赋一次值。

final不能用来修饰构造方法，因为“方法覆盖”这一概念仅适用于类的成员方法，而不适用于类的构造方法，父类的构造方法和子类构造方法之间不存在覆盖关系，因此private类型的方法默认为final

7.3.1 final类

在第6章的6.7.3节（继承关系的最大弱点：打破封装）曾经指出，继承关系的弱点是打破封装，子类能够

访问父类的实现细节，而且能以方法覆盖的方式修改实现细节。在以下情况，可以考虑把类定义为final类型，使得这个类不能被继承：

• 不是专门为继承而设计的类，类本身的方法之间有复杂的调用关系。假如随意创建这些类的子类，子类有可能会错误地修改父类的实现细节。
• 出于安全的原因，类的实现细节不允许有任何改动。
• 在创建对象模型时，确信这个类不会再被扩展。

7.3.2 final方法

在某些情况下，出于安全的原因，父类不允许子类覆盖某个方法，此时可以把这个方法声明为final类型。

7.3.3 final 变量

用final修饰的变量表示取值不会改变的常量。final变量具有以下特征:

1. final修饰符可以修饰静态变量、实例变量和局部变量，分别表示静态常量、实例常量和局部常量。例如，某个中学的学生都有出生日期、姓名和年龄这些属性，其中学生的出生日期永远不会改变，姓名有可能改变，年龄每年都会变化。此外，该中学在招收学生时，对学生的年龄做了限制，只会招收年龄在10~23岁的学生。以下
   是Student类的源程序，其中学生的最大年龄及最小年龄为静态常量，学生的出生日期为实例常量。
2. final类型的变量都必须显式初始化
3. final变量只能赋一次值。例如，以下程序代码试图给var1实例常量和var局部常量赋两次值，并且试图改变final类型的参数param的值，这会导致编译错误：

public class Sample{
	private final int varl=1;//定义并初始化varl实例常量
	public Sample(){
		varl=2;//编译出错，不允许改变varl实例常量的值
		public void method(final int param){
			final int var2=1;//定义并初始化var2局部常量
			var2++;//编译出错，不允许改变var2局部常量的值
			param++;//编译出错，不允许改变final类型参数的值
        }
    } 
}    

4. 如果将引用类型的变量用final修饰，那么该变量只能始终引用一个对象，但可以改变对象的内容，例如：

public class Sample{
    public int var;
    public Sample(int var){
        this.var = var;
    }
    public static void main(String args[]) {
        final Sample s = new Sample(1);
        //合法，定义并初始化 final类型的引用变量s
        s.var = 2;
        //合法，修改引用变量s所引用的Sample对象的var属性
        s = new Sample(2);
        //编译出错，不能改变引用变量s所引用的Sample对象
    }
}

7.4 static 修饰符

static修饰符可以用来修饰类的成员变量、成员方法和代码块：

• 用static修饰的成员变量表示静态变量，可以直接通过类名来访问。
• 用static修饰的成员方法表示静态方法，可以直接通过类名来访问。
• 用static修饰的程序代码块表示静态代码块，当Java虚拟机加载类时，就会执行该代码块。

7.4.1 static 变量

• 类的成员变量有两种：一种是被static修饰的变量，叫类变量，或静态变量；一种是没有被static修饰的变量，叫实例变量

• 在类的内部，可以在任何方法内直接访问静态变量；在其他类中，可以通过某个
  类的类名来访问它的静态变量。

• static变量在某种程度上与其他语言（如C语言）中的全局变量相似。Java语言不支持不属于任何类的全局变量，静态变量提供了这一功能，它有两个作用：

  • 能被类的所有实例共享，可作为实例之间进行交流的共享数据。

  • 如果类的所有实例都包含一个相同的常量属性，可把这个属性定义为静态常量类型，从而节省内存空间。例如某种类型的变压器Transformer类，它所接受的最小输入电压为110V,最大输入电压为220V,输出电压为15V,这是对所有变压器Transformer对象适用的属性，可在Transformer类中按如下方式定义它们：

    static final int MAX INPUT VOLTAGE=220;
    static final int MIN_INPUT_VOLTAGE=110;
    static final int OUTPUT_VOLTAGE=15;
    

7.4.2 staic方法

成员方法分为静态方法和实例方法。用static修饰的方法叫静态方法或类方法。青态方法也和静态变量一样，不需创建类的实例，可以直接通过类名来访问.

7.4.3 static 代码块

类中可以包含静态代码块，它不存在于任何方法体中。Java虚拟机加载类时，会执行这些静态代码块。如果类中包含多个静态块，那么Java虚拟机按它们在类中出现的顺序依次执行它们，每个静态代码块只会被执行一次。例如以下Sample类中包含两个静态代码块。运行Sample类的main()方法时，Java虚拟机首先加载Sample类，在加载的过程中依次执行两个静态代码块。Java虚拟机机载Sample类后，再执行main()方法：

7.4.4 用 static 进行静态导入

从JDK5开始引入了静态导入语法（import static),其目的是为了在需要经常访问同一个类的方法或成员变量的场合，简化程序代码。

7.5 小结

1. 访问控制修饰符
   • public的访问级别最高，其次是protected、默认和private。
   • 成员变量和成员方法可以处于4个访问级别中的一个：公开、受保护、默认或私有。
   • 顶层类可以处于公开或默认级别，顶层类不能被protected和private修饰。
   • 局部变量不能被访问控制修饰符修饰。
2. abstract修饰符
   • 抽象类不能被实例化
   • 抽象类中可以没有抽象方法，但包含抽象方法的类必须为抽象方法
   • 如果子类没有实现父类中所有的抽象方法，则子类也必须定义为抽象类
   • 抽象类不能定义为final和static类型
   • 抽象方法不能定义为private，final，static类型
   • 没有抽象构造方法
   • 抽象方法没有方法体
3. final修饰符
   • 用final修饰的类不能被继承。
   • 用final修饰的方法不能被子类的方法覆盖。
   • private类型的方法都默认为final方法，因而不能被子类的方法覆盖。
   • final类型的变量必须被显式初始化，并且只能被赋一次值。
4. static修饰符
   • 静态变量在内存中只有一个备份，在类的所有实例中共享。
   • 在静态方法中不能直接访问实例方法和实例变量。
   • 静态方法中不能使用this和super关键字。
   • 静态方法不能被 abstract 修饰。
   • 静态方法和静态变量都可以通过类名直接被访问。
   • 当类被加载时，静态代码块只被执行一次。类中不同的静态代码块按它们在类中出现的顺序被依次执行。