淺談Java值傳遞和引用傳遞

值與引用

值類型

值類型默認存放在棧中，如一些原始數據類型的局部變量和對象的引用（String， 數組）不存放對象內容

引用類型

引用類型存放在堆中，準確說堆中存放的是 new 創建的對象，而指向對象的引用是存放在棧中。

特殊情況

字符串是一個特殊包裝類,其引用是存放在棧裏的,而對象內容必須根據創建方式不同決定(常量池和堆)。有的是編譯期就已經創建好，存放在字符串常量池中，而有的是運行時才被創建，使用new關鍵字，存放在堆中。

棧和堆

• 棧使用一級緩存，由系統自動分配，容量較小，調用完立刻釋放，所以用於存儲容量小的內容（比如基本數據類型的局部變量和引用）
• 堆使用二級緩存，由垃圾回收器回收，並不是一成爲孤兒對象就會被回收，所以可以存放容量大點的內容。

值傳遞和引用傳遞

• 按值調用（call by value）表示方法接收的是調用者提供的值

// 方法不能修改基本類型的參數
private static void swap(int a, int b){
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

public static void main(String[] args) {
    int a = 0;
    int b = 1;
    swap(a,b);
    System.out.println("a:"+a+"; b:"+b);
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    System.out.println("a:"+a+"; b:"+b);
}

結果是：
a:0; b:1
a:1; b:0

基本數據類型無法修改，那麼 String 不是基本數據類型能不能通過方法實現交換呢？

private static void swap(String a, String b){
    String temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

public static void main(String[] args) {
    String a = "0";
    String b = "1";
    swap(a,b);
    System.out.println("a:"+a+"; b:"+b);
    String temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    System.out.println("a:"+a+"; b:"+b);
}

結果仍然是：
a:0; b:1
a:1; b:0

這是爲什麼呢？
原因很簡單，我們打開源碼看看 String 類型

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

String 被 final 修飾，同時 value[] 也被 final 修飾，所以不可以修改 String 對象。

那麼新的問題來了？爲什麼我們日常操作的時候經常改變 String 的值有是怎麼實現的呢？很簡單看源碼

public String substring(int beginIndex) {
    if (beginIndex < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
    }
    int subLen = value.length - beginIndex;
    if (subLen < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
    }
    // 正常情況下，可以看出 subString 的結果是重新 new 了一個 String 對象返回，與原有的 String 對象不同
    return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
}

相信通過上面這些例子，你已經簡單認識到了什麼是 call by value 了，也對 String 這個有了初步認識，接下來我們介紹引用調用

• 按引用調用（call by reference）表示方法接收的是調用者提供的變量地址

private static void swap(int[] a, int x, int y){
    int temp = a[x];
    a[x] = a[y];
    a[y] = temp;
}

public static void main(String[] args) {
    int[] a = {0,1};
    // 調換第 0 和第 1 的位置
    swap(a,0,1);
    System.out.println("a[0]:"+a[0]+"; a[1]:"+a[1]);
}

結果顯然是：a[0]:1; a[1]:0

這裏擴展一一下關於數組的小知識，數組爲什麼從 0 開始計數
數組用連續的內存空間存儲一組具有相同類型的線性數據結構。
同時數組有個最大的殺手鐗也就是 按照下標隨機訪問。其實原理很簡單，我們把首個數組對象的地址記錄下來，比如 int[] a = {0,1} 那麼首地址也就是 a[0], 所以 a[1] = a[0]+ 1*size; 更便於公式計算。當然這只是一種說法，更多的是因爲約定俗成，大家都從 0 開始了，行有行規自然都從 0 開始了。

Java 對對象採用的不是引用傳遞，實際上是按值傳遞

一個方法不能修改一個基本類型的參數，而對象引用作爲參數就不同。方法得到的對象引用的拷貝，對象引用及其他拷貝同時引用同一個對象。
所以嚴格意義上講 Java 都是按值傳遞，不同的是對象傳入的是引用，引用在調用方法前後都沒有發生變化。

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