Java中的值傳遞與引用傳遞

  1.基本類型和引用類型在內存中的保存
  Java中數據類型分爲兩大類,基本類型和對象類型。相應的,變量也有兩種類型:基本類型和引用類型。
  基本類型的變量保存原始值,即它代表的值就是數值本身;而引用類型的變量保存引用值,"引用值"指向內存空間的地址,代表了某個對象的引用,而不是對象本身,對象本身存放在這個引用值所表示的地址的空間裏。
  Java的內存空間主要包括5部分:棧區,堆區,靜態變量或常量存放區,方法區,本地(native)方法棧。以一個引用類型的變量爲例,"引用值"爲堆區內的一個地址,"引用值"保存在棧區中;堆區內"引用值"所指向的地址空間裏存儲對象的屬性。棧區跟着調用它的線程的聲明週期走,堆區的"引用值"不再被棧區指向時,會被GC回收。    
  基本類型包括8個:byte,short,int,long,char,float,double,boolean。
  引用類型包括:類類型,接口類型和數組。
  相應的,變量也有兩種類型:基本類型和引用類型。

  2.變量的基本類型和引用類型的區別
  基本數據類型在聲明時系統就給它分配空間:

int a;
a=10;//正確,因爲聲明a時就分配了空間

   引用則不同,它聲明時只給變量分配了引用空間,而不分配數據空間: 

Date date;//在棧內存開闢引用空間
date=new Date();//執行實例化,開闢數據空間存放Date對象,然後把空間的首地址傳給date變量

   注意:"引用"也是佔用空間的,一個空Object對象的引用大小大概是4byte:

Date a,b; //在棧內存開闢兩個引用空間
a = new Date();//在堆內存開闢存儲Date對象的數據空間,並把該空間的首地址賦給a
b = a; //使b指向a存儲空間中的地址,相當於B和a共同指向堆內存中的一個存儲空間

   3.值傳遞和引用傳遞
  這裏要用實際參數和形式參數的概念來幫助理解,
  (1)值傳遞:
  方法調用時,實際參數把它的值傳遞給對應的形式參數,函數接收的是原始值的一個copy副本,此時內存中存在兩個相等的基本類型,即實際參數和形式參數,後面方法中的操作都是對形參這個值的修改,不影響實際參數的值。
  (2)引用傳遞:
  也稱爲傳地址。方法調用時,實際參數的引用(地址,而不是參數的值)被傳遞給方法中相對應的形式參數,函數接收的是原始值的內存地址;在方法執行中,形參和實參內容相同,指向同一塊內存地址,方法執行中對引用的操作將會影響到實際對象。  

package com.itszt.test4;
/**
 * 值傳遞和引用傳遞
 * 對象克隆
 */
public class ReferencePKValueTest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        ReferencePKValueTest test = new ReferencePKValueTest();
        MyObj obj=new MyObj();
        int a=99;
        test.test1(a);
        System.out.println("未採取克隆方法-test2()執行前,對象中的屬性值 a_ref = " + obj.getA());
        test.test2(obj);
        System.out.println("未採取克隆方法-test2()執行後,對象中的屬性值 a_ref = " + obj.getA());
        System.out.println("-----------------------");
        int a_ref1 = obj.getA();
        System.out.println("採取克隆方法-克隆前,對象中的屬性值 a_ref1 = " + a_ref1);
        Object objClone = obj.clone();
        if(objClone==null){
            return;
        }
        test.test2((MyObj)objClone);
        System.out.println("採取克隆方法-克隆後,對象中的屬性值 a_ref1 = " + a_ref1);
    }
    private void test1(int a){
        a+=1;
        System.out.println("a_val = " + a);
    }
    private void test2(MyObj obj){
        int a = obj.getA();
        obj.setA(a+1);
        System.out.println("a_ref = " + a);
    }
}
class MyObj implements Cloneable{
    private int a=99;

    public int getA() {
        return a;
    }

    public void setA(int a) {
        this.a = a;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

  代碼執行後,控制檯打印如下:

a_val = 100
未採取克隆方法-test2()執行前,對象中的屬性值 a_ref = 99
a_ref = 99
未採取克隆方法-test2()執行後,對象中的屬性值 a_ref = 100
-----------------------
採取克隆方法-克隆前,對象中的屬性值 a_ref1 = 100
a_ref = 100
採取克隆方法-克隆後,對象中的屬性值 a_ref1 = 100

   另外,我們還需要特殊考慮String,以及Integer、Double等幾個基本類型包裝類,它們都是immutable(不可改變的)類型,由於它們沒有提供供自身修改的函數,每次操作都是新生成一個對象,所以要特殊對待,可以認爲是和基本數據類型類似的傳值操作。

package com.itszt.test4;
/**
 * 基本類型的包裝類,以及String類在參數傳遞時與值傳遞類似
 */
public class ReferencePKValueTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        ReferencePKValueTest2 test2 = new ReferencePKValueTest2();
        //String類似基本類型的值傳遞,不會改變實際參數的值
        String string="Hello";
        test2.change(string);
        System.out.println(string);

        //StringBuffer和StringBuilder等是引用傳遞
        StringBuffer stringBuffer=new StringBuffer("Hello");
        test2.change(stringBuffer);
        System.out.println(stringBuffer.toString());
    }

    public void change(String str){
        str=str+"world";
    }
    public void change(StringBuffer str){
        str.append("world");
    }
}

   控制檯打印如下:

Hello
Helloworld

   總的來說,關於值傳遞和引用傳遞,可以得出這樣的結論:
  (1)基本數據類型傳值,對形參的修改不會影響實參;
  (2)引用類型傳引用,形參和實參指向同一個內存地址(同一個對象),所以對參數的修改會影響到實際的對象;如果要規避引用傳遞,可以採用克隆的方式;
  (3)String, Integer, Double等immutable的類型特殊處理,可以理解爲傳值,最後的操作不會修改實參對象。

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