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【Java】「final変数」と「不変オブジェクト」の違い

どーも、ふぎとです。
今回はfinal変数と不変オブジェクトについて
まとめてみました。

final変数

final変数とは、final修飾子を指定した変数のこと。
その性質は「変更不可・読み込み専用」と呼ばれる
が、厳密には「再代入不可の変数」。

    final int i = 3;
    i = 5; //再代入によるコンパイルエラー

上では、基本型(int型)変数iにfinalを指定している。
基本型変数は、変数の値に「値そのもの」が保持される
変数だ(詳細は『基本型変数の代入と参照型変数の代入
の違い
』を参照)。そのため、「値そのもの」を入れ替
える再代入はコンパイルエラーになる。つまり、基本型
変数に限って言えば、final変数は「変更不可」である
ように見える。
話をややこしくしているのは、final指定の参照型変数だ。

    final StringBuilder sb = new StringBuilder("123");
    sb = new StringBuilder("456"); //コンパイルエラー

    final StringBuilder sb2 = new StringBuiler("789");
    sb.append("★");         //コンパイルエラーにならない!
    System.out.println(sb2); //"789★"が出力される

上の例では、参照型変数sbとsb2に対して操作をしている。
ここで、final変数の性質を「変更不可」と理解していると、
sbへの操作がエラーになり、sb2への操作がそうならない事
の意味がわからなくなる。
ここで、参照型変数が保持している値を思い出してみると、
これは「オブジェクトへの参照」であった。つまり、sbや
sb2が持っているのは、"123"や"789"という「値そのもの」
ではない。彼ら(?)が持っているのは、あくまでも「"1
23(456)"という状態となったオブジェクトへの参照」なのだ。
この仕組みと、final変数の厳密な定義「再代入不可」とを考
えに入れると、上の例を理解することができる。すなわち、
sbに対する "sb = new StringBuilder("456")"という操作、これ
は「新たな参照の値をsbに再代入する」という操作だ。よっ
て、final変数の性質により、コンパイルエラーがでる。一方、
"sb2.append("★")" の操作、これは「"789"という状態を持つ
オブジェクトの状態を"789★"という状態に変える
」という操
作となる。要するに、sb2への「オブジェクトへの参照値」の
再代入は起こっていない。そのためエラーとならないのである。

不変オブジェクト

final変数が「再代入不可」の性質を持つ一方で、不変オブジェ
クトは「オブジェクトの状態変更」をも禁じている。つまり、
上の例でいうところの "sb.append("★")" の操作もできないのが
不変オブジェクトなのだ。

まとめ

・final変数は「再代入不可」の性質を持つ
・参照型変数をfinal指定すると、「参照先の変更」は
 できないが「最初に参照したオブジェクトの状態変
 更」はできる
・「最初に参照したオブジェクトの状態変更」もできない
 オブジェクトを「不変オブジェクト」と呼ぶ

...
では今回はこの辺で。ふぎとでした。

(P.S.)記事の内容への指摘などあれば
   遠慮なくお知らせくださいm(__)m

FugitHora812
エンジニアとして働く傍ら、1000冊以上の読書経験を活かし「本が読みたいけど、何を読んだらいいかわからない」「深い教養を身に付けたい」人のための選書ブログ「ふぎと屋」を運営中。
https://bookbooks.work
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