آموزش برنامه نویسی جاوا - قسمت 49: آشنایی با کلید واژه final

اهداف آموزشی این قسمت عبارتند از:
1. معرفی کلید واژه final در زبان برنامه نویسی جاوا
2. کاربردی های مختلف کلید واژه final

پس از آشنایی با کلید واژه static در دو آموزش پیشین، در این آموزش قصد داریم تا کلید واژه final را مورد بررسی قرار دهیم.

به طور کلی می توان گفت که از کلید واژه final می توان در سه موقعیت متفاوت بهره مند شد.

مورد اول استفاده از این کلید واژه برای کلاس ها است. در واقع زمانیکه یک کلاس را final کنیم دیگر امکان ایجاد Subclass از آن کلاس وجود نخواهد داشت.

به عبارت دیگر با استفاده از final یک از مهم ترین قابلیت های زبان برنامه نوسی جاوا که یک زبان شیئ گرا است را از دست خواهیم داد و آن Inheritance است(برای کسب اطلاعات بیشتر پیرامون مبحث شیئ گرایی به آموزش سوم مراجعه نمایید).

مورد دوم استفاده از کلید واژه final به همراه متدها است. در واقع زمانیکه یک متد final شود دیگر به هیچ وجه امکان بازنویسی آن متد برای ما وجود نخواهد داشت. به عبارت دیگر نوع کاری که آن متد انجام می دهد را نمی توانیم تغییر دهیم.

مورد سوم استفاده از کلید واژه final در ارتباط با Local Variable ها، Instance Variable ها و پارامترها است. در حقیقت زمانیکه final را در کنار یک متغیری بنویسیم که دارای یک مقدار اولیه است، مقدار اولیه آن متغیر نهایی شده و دیگر به هیچ وجه امکان اختصاص یک مقدار جدید به آن را نخواهیم داشت.

حال به منظور درک بهتر مطالب تئوری فوق پروژه ای تحت عنوان 49th Session ایجاد کرده و کلاسی در آن تحت عنوان WhatIsFinal به معنی "کلید واژه final چیست؟" ایجاد می کنیم. به خاطر داشته باشیم که در حین ساخت این کلاس گزینه public static void main را تیک نزنیم چرا که این کلاس به منزله کلاس اجرایی ما نخواهد بود:

publicclassWhatIsFinal{
 
}

حال می بایست متدی در این کلاس ایجاد کنیم که وظیفه آن به نمایش در آوردن نام، نام خانوادگی و تاریخ تولد ما باشد. برای این منظور کد فوق را به شکل زیر تکمیل می کنیم:

publicclassWhatIsFinal{
 
publicvoid showData(){
String name ="Behzad";
String lastName ="Moradi";
int dateOfBirth =1362;
System.out.println(name +"\n"+ lastName +"\n"+ dateOfBirth);
}
}

همانطور که در کد فوق ملاحظه می شود متدی تحت عنوان showData به معنی "اطلاعات را نشان بده" ایجاد کرده و دو کلاس String تحت عناوین name و lastName به ترتیب به معنی "نام" و "نام خانوادگی" در آن ایجاد کرده ایم و در نهایت یک متغیر از جنس int تحت عنوان dateOfBirth به معنی "تاریخ تولد" اضافه نموده ایم. اکنون برای اختصاص مقادیر به آنها می توانیم اطلاعات شخصی خود را در نظر بگیریم. سپس به منظور نمایش دادن این اطلاعات روی صفحه مانیتور از دستور System.out.println استفاده کرده به این صورت که اول name را نوشته سپس دستور \n را می نویسیم(کاری که این دستور انجام می دهد این است که ادامه اطلاعات را به خط بعد منتقل می کند). به همین منوال مابقی اسامی را هم داخل دستور System.out.println قرار می دهیم.

حال کلاس دیگری تحت عنوان ActionClass به معنی "کلاس عملیاتی" ایجاد کرده و در حین ساخت آن گزینه public static void main را تیک دار می کنیم چرا که این کلاس قرار است به عنوان نقطه شروع برنامه ما باشد:

publicclassActionClass{
publicstaticvoid main(String[] args){
 
}
}

در این مرحله نیاز است تا شیئی از روی کلاس WhatIsFinal تحت عنوان objectOne به معنی "شیئ اول" ایجاد کنیم و سپس با استفاده از آن شیئ متد موجود در کلاس را فرا بخوانیم. برای این منظور کد فوق را به شکل زیر تکمیل می کنیم:

publicclassActionClass{
publicstaticvoid main(String[] args){
WhatIsFinal objectOne =newWhatIsFinal();
		objectOne.showData();
}
}

اکنون در صورتیکه برنامه خود را اجرا کنیم با خروجی زیر مواجه خواهیم شد:

می بینیم که متد showData که وظیفه داشت اطلاعات ما را نشان دهد کار خود را به درستی انجام داد. حال نیاز است تا یک کلاس دیگر تحت عنوان Change به معنی "تغییر" ایجاد کنیم اما این در حالی است که این کلاس می بایست از کلاس WhatIsFinal ارث بری کند. برای این منظور کد خود را به شکل زیر تکمیل می کنیم(برای آشنایی بیشتر با مفهوم وراثت در زبان برنامه نویسی جاوا به آموزش های سی و دوم و سی سوم مراجعه نمایید):

publicclassChangeextendsWhatIsFinal{
 
}
}

همانطور که قبلاً توضیح داده شد به منظور ارث بری یک کلاس از کلاس دیگر می بایست پس از نام کلاس خود کلید واژه extends را نوشته سپس نام کلاسی را بنویسیم که می خواهیم از آن ارث بری کنیم.

در ادامه کار خود نیاز داریم تا درکلاس Change متدی که قبلا ایجاد کرده بودیم را Override را رونویسی کنیم. برای این منظور کد فوق را به شکل زیر تکمیل می کنیم:

publicclassChangeextendsWhatIsFinal{
@Override
publicvoid showData(){
String name ="Iman";
String lastName ="Ahmadi";
int dateOfBirth =1364;
System.out.println(name +"\n"+ lastName +"\n"+ dateOfBirth);
}
}

همانطور که در کد فوق ملاحظه می شود برای رونویسی یک متد نیاز است تا ابتدا دستور @Override را نوشته سپس نام متد خود را می نویسیم. تغییری که در این متد انجام داده ایم این است که مقادیر کلاس String و متغیر int را به مقادیر جدیدی تغییر داده ایم. حال مجدد به کلاس ActionClass بازگشته و یک شیئ جدید از روی کلاس Change ایجاد می کنیم:

publicclassActionClass{
publicstaticvoid main(String[] args){
WhatIsFinal objectOne =newWhatIsFinal();
		objectOne.showData();
System.out.println();
Change objectTwo =newChange();
		objectTwo.showData();
}
}

همانطور که در کد فوق مشاهده می شود پس از شیئ اولی که ساختیم دستور System.out.println را می نویسیم. در حقیقت این دستور هیچ تاثیری در روند اجرای برنامه ما نداشته و صرفا جهت خوانایی بیشتر خروجی برنامه اضافه شده است چرا که مابین خروجی شیئ اول و خروجی شیئ دوم یک خط فاصله ایجاد خواهد کرد. حال همانطور که شیئ اول را از روی کلاس WhatIsFinal ایجاد کردیم، اکنون یک شیئ جدید تحت عنوان objectTwo به معنی "شیئ دوم" از روی کلاس Change ایجاد می کنیم. حال مجدد برنامه را اجرا می کنیم:

می بینیم که هر دو شیئ ساخته شده در برنامه اجرا شده اند. اکنون می خواهیم تاثیر کلید واژه final را در روند اجرای برنامه تست کنیم. برای این منظور به کلاس WhatIsFinal بازگشته و آن را به صورت زیر تغییر می دهیم:

publicclassWhatIsFinal{
publicfinalvoid showData(){
String name ="Behzad";
String lastName ="Moradi";
int dateOfBirth =1362;
System.out.println(name +"\n"+ lastName +"\n"+ dateOfBirth);
}
}

همانطور که در کد فوق ملاحظه می شود در بخش نام متد پس از کلید واژه public کلید واژه final را نوشته ایم. به طور خلاصه final این معنی را اطلاق می کند که ما به هیچ وجه امکان ایجاد تغییری را در این متد نخواهیم داشت و به عبارت دیگر نمی توانیم این متد را Override کنیم. در واقع به محض آنکه فایل خود را Save کنیم با تصویر زیر مواجه خواهیم شد:

همانطور که در تصویر فوق می بینیم، یک علامت ضربدر کنار نام کلاس Change قرار گرفته است و این بدان معنی است که این کلاس دارای مشکلی است. حال اگر به مرور کد خود بپردازیم می بینیم که دور نام متد showData یک نقطه چین قرار گرفته است که همین نقطه چین بخشی از کد ما که داری مشکل است را نشان می دهد. حال به قرار دادن نشانگر موس خود روی نقطه چین با تصویر زیر مواجه خواهیم شد:

می بینیم که در این باکس زرد رنگ نوشته شده است که "ما نمی توانیم یک متد final که در کلاس WhatIsFianl قرار دارد را Override کنیم" و راه کاری هم که به ما پیشنهاد می شود این است که کلید واژه final را از کنار نام متد showData حذف کنیم که با انجام این کار مشکل برنامه ما هم رفع خواهد شد. اکنون اگر با وجود این ایراد در برنامه اقدام به اجرای آن نماییم با تصویر زیر رو به رو خواهیم شد:

در این پنجره اکلیپس به ما اخطار می دهد که در پروژه خود دارای مشکلی هستیم اما امکان ادامه کار را نیز باوجود این مشکل برای ما فراهم کرده است. در واقع با کلیک بر وری کلید Proceed می توانیم برنامه خود را Compile کنیم که در این صورت اجرای برنامه ما به این شکل خواهد بود:

می بینیم که شیئ ساخته شده اول ما به خوبی نمایش داده شده است اما شیئ دوم ما که در آن یک متد final را Override کرده بودیم با مشکل مواجه شده است.

پس از مطالعه این آموزش انتظار می رود بتوانیم به سؤالات زیر پاسخ بدهیم:
1. کاربرد کلید واژه final در جاوا چیست؟
2. کلید واژه final را به همراه چه عناصری در جاوا می توان مورد استفاده قرار داد و چه تاثیری روی آن دارد؟