全能開發工程師的必備知識：public final class

一、什麼是public final class

在Java中，public final class是一種類，它被設計成不能被繼承的類。也就是說，如果我們將一個類聲明為public final class，那麼它將不能夠被其他類繼承。同時，該類的所有實例方法都將被默認指定為final，即不能夠被子類重寫。

public final class Example {
  final int x = 10;
  final int y;

  public Example() {
    y = 20;
  }

  public final void printXY() {
    System.out.println("x: " + x + ", y: " + y);
  }
}

在上面的示例中，我們定義了一個public final class類Example，它有一個實例變數x和一個非默認構造函數，該類的實例方法printXY()被定義為final。

二、public final class的優點

聲明一個類為public final class的主要優點是為了確保類的完整性和安全性，這裡列舉一些其他的優點：

1. 高效性：public final class編譯後被優化，執行速度更快。

2. 安全性：如果一個類是final類型，它的方法被鎖定，不允許在運行時修改實現，從而防止了安全漏洞。

3. 可靠性：final類型的類不支持擴展，程序運行時可以保證其中的演算法遵循固定的規則，從而更可靠。

三、public final class的應用場景

由於public final class的優點，我們可以使用它來實現一些特定的設計模式，比如：

1. 工具類：一些常見的工具類（例如位元組轉換、時間處理）通常被實現為public final class類型，以確保類的完整性。

public final class ConvertUtils {
  private ConvertUtils(){}

  public static int bytesToInt(byte[] bytes) {
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
      result = (result << 8) + (bytes[i] & 0xff);
    }
    return result;
  }
}

在上面的示例中，我們定義了一個public final class類型的工具類ConvertUtils，它的實例方法被默認為final，以保證類的完整性。

2. 不可變類：如果我們需要定義一些不可變的類，那麼我們可以將它們定義為public final class類型。

public final class ImmutableClass {
  private final int x;
  private final int y;

  public ImmutableClass(int x, int y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  public int getX() {
    return x;
  }

  public int getY() {
    return y;
  }
}

在上面的示例中，我們定義了一個不可變類ImmutableClass，因為它所有的實例變數都是final類型，不能夠在運行時被修改，從而確保了類的不可變性。

四、public final class與單例模式的結合應用

在Java中，單例模式是一種常用的設計模式，可用於創建只有一個對象實例的類。如果我們結合public final class和單例模式，就可以確保只有一個不可變的實例對象，並且該對象不能被繼承。

public final class SingletonClass {
  private static SingletonClass instance = null;
  public final int x = 10;

  private SingletonClass() {}

  public static SingletonClass getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized (SingletonClass.class) {
        if (instance == null) {
          instance = new SingletonClass();
        }
      }
    }
    return instance;
  }

  public final void printX() {
    System.out.println("x: " + x);
  }
}

在上面的示例中，我們結合public final class和單例模式定義了一個SingletonClass類，它有一個實例變數x，可以通過getInstance()方法獲取該類的唯一實例。同時，它的實例方法printX()被定義為final，無法被繼承類重寫。

五、總結

public final class是一種具有特殊性質的類，在我們的開發中可以用來提高程序的安全性、穩定性和可靠性。它可以結合不同的設計模式來應用於不同的場景，如工具類、不可變類、單例模式等。我們需要在實際開發中根據具體情況靈活運用這種類型。