String类为什么不能被继承

面试的时候我们经常会被问到一个问题,那就是String类能被继承吗?为什么?我们都知道String类不能被继承,但为什么不能却不能回答地很完整。
首先我们可以看下String的源码(部分):

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
    
     public String(char value[], int offset, int count) {
        if (offset < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        }
        if (count <= 0) {
            if (count < 0) {
                throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
            }
            if (offset <= value.length) {
                this.value = "".value;
                return;
            }
        }
        // Note: offset or count might be near -1>>>1.
        if (offset > value.length - count) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
        }
        this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
    }

从String类的源码我们可以看出,该类是被final关键字修饰的,并且String类实际是一个被final关键字修饰的char[]数组,所以实现细节上也是不允许改变,这就是String类的Immutable(不可变)属性。
为什么说String类是被final关键字修饰的所以不能被继承?
在《Java编程思想》中对于final关键字有这样的介绍:

根据程序上下文环境,Java关键字final有“这是无法改变的”或者“终态的”含义,它可以修饰非抽象类、非抽象类成员方法和变量。你可能出于两种理解而需要阻止改变:设计或效率。
  final类不能被继承,没有子类,final类中的方法默认是final的。   final方法不能被子类的方法覆盖,但可以被继承。
  final成员变量表示常量,只能被赋值一次,赋值后值不再改变。   final不能用于修饰构造方法。
  注意:父类的private成员方法是不能被子类方法覆盖的,因此private类型的方法默认是final类型的。

如果一个类不允许其子类覆盖某个方法,则可以把这个方法声明为final方法。
通过上述介绍,可以发现final关键字可以用来修饰类、方法和变量(包括成员变量和局部变量)。

1、当final关键字修饰类时
当一个类被final修饰时,表明这个类不能被继承。被final关键字修饰的类中的成员变量可以根据需要设为final,但是要注意final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。
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当我们在开发过程中如果让一个类继承一个被final关键字修饰的类时,编辑器也会报错,“Demo1不能成为最终类FinalClass的子类,请移除FinalClass的final关键字”。

2、当final关键字修饰方法时
当一个方法被final关键字修饰时,则父类的该方法不能被子类所覆盖。《Java编程思想》中提到:
使用final方法的原因有两个。
第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;
第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中,会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升。在最近的Java版本中,不需要使用final方法进行这些优化了。
同样如果父类中声明了final修饰的方法,则子类在继承该父类是,如果覆盖该final方法编辑器同样会报错。
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3、当final关键字修饰变量(包括成员变量和局部变量)时
当final关键字修饰变量时,表示该变量是常量,在初始化时便要赋值并且只能被赋值一次,初始化之后不能更改。。如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象,但是它指向的对象的内容是可变的。
当用final作用于类的成员变量时,成员变量必须在声明时或者构造器中进行初始化赋值,否则会报错,而局部变量只需要在使用之前被初始化赋值即可:
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对于final修饰的变量初始化之后不能更改,如果更改也会报错。
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其实在问String类能否被继承时,不仅仅考察的是对于String源码的理解,还有对于final关键字的掌握。

参考资料:
  《Java编程思想》
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