Java 中的值传递

其实 Java 中是只存在值传递的,不存在引用传递。因为我们大多数人是从 C 语言入门,而 C 语言中是存在引用传递的,所以很容易在 Java 中混淆。

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数据类型分类

Java 中的数据类型分为两大类:基本类型对象类型,相对应的变量也分为两类:基本类型引用类型

// int 基本类型的数据类型,num 基本类型的变量,变量的值 10 直接保存在变量 num 中。
int num = 10;
// String 对象类型的数据类型,str 引用类型的变量,str 中保存的是 "hello" 在内存中的首地址。
String str = "hello";

下面这张图代表了变量中保存的值,以及实际对象在内存中的情况。


image

当修改变量的值时:

num = 20;
str = "java";
image

通过上图可以看出:

  • 对于基本类型的变量 num,赋值运算符会直接改变它的值,原来的值被覆盖。
  • 对于引用类型的变量 str,赋值运算符会将 str 中保存的内存地址(“hello”的地址)改为新的地址(“java”的地址),原来的地址被覆盖了,但是原来的地址指向的对象(“hello”)不会改变,只是没有任何引用指向它,会在垃圾回收机制触发时被回收

参数传递

这里首先要记住一点:参数传递就是赋值操作,也就是说,我们调用一个带参的函数时,形参和实参是两个变量,在内存中也是开辟了两个空间,只是把实参的值赋值给了形参。这是理解 Java 中只有值传递的关键。

下面就通过几个例子证明这一点。

例1.基本类型的变量传参

基本类型的变量传参

输出结果:

99

这个很好理解,其实通过编译器也可以发现,foo() 方法中的 num 颜色为灰色并且带有波浪线,把鼠标放到变量上还会看到提示:“Parameter can be converted to a local variable”。意思就是这个变量可以转化为一个本地变量,也就是在方法内部声明。根据“参数传递就是赋值操作”,来梳理一下整个过程。当调用 foo() 方法时,将实参( num) 的值赋值给了形参(num1 ),这时内存中存在两个变量 num(实参)、num1(形参),因为基本类型的变量赋值是直接覆盖操作,所以我们对形参(num1)的操作只是改不了形参的值,而不会影响实参(num) 。

例2.普通引用类型的变量传参

说是普通引用类型,是指类内部提供了改变自身的方法。

普通引用类型的变量传参

这次可以发现编译器没有提示异常信息,这至少可以证明,在 foo() 方法中对形参 myObject1 进行操作之后,形参 myObject1 仍然被引用,那是不是可以证明形参 myObject1 和实参 myObject 是同一个对象呢?我们先看看结果:

100

结果证明,foo 方法中的实参 myObject 和形参 myObject1 确实是指向同一个对象。再根据“参数传递就是赋值操作”这句话,来梳理一下。当调用 foo() 方法时,将实参(myObject) 的值(引用对象的内存地址)赋值给形参 (myObject1),这时内存中存在两个变量 myObject(实参)、myObject1(形参),但是它们都指向同一个内存地址,所以我们对形参(myObject1)的操作会影响实参(myObject) 。

例3.特殊引用类型的变量传参

上面提到了普通引用类型,当然就存在特殊引用类型了,它是指自身保存的值不可修改。如:String 和 Integer、Double、Boolean 等基本类型的包装类,它们都是 Immutable 类型的(它们的值都是 final 修饰的),所以每次对它们进行赋值操作,都是创建一个新的对象。

特殊引用类型的变量传参

我们发现 foo() 方法中的 value 被编译器提示可修改为本地变量。这就和例 1 中一样在 foo 方法中对形参的修改不会影响到实参,输出结果:

hello

这次根据“参数传递就是赋值操作”以及特殊引用类型的特点来梳理一下。当调用 foo() 方法时,将实参(value) 的值(引用对象的内存地址)赋值给形参 (value1),这时内存中存在两个变量 value(实参)、value1(形参),而且它们都指向同一个内存地址,但是当我们对形参(value1)进行赋值操作时,因为它是一个自身不可修改的特殊引用类型,所以"hello"对象并没有修改,而是在内存中又创建了一个值为"java”的新对象,并把“java”的地址赋值给形参,所以只是形参变了,而实参还是指向“hello”对象。

例4. 对普通引用类型使用赋值运算符

这次把 foo() 方法进行了修改,在方法内对形参进行重新赋值操作。

对普通引用类型使用赋值运算符

这时编译器又提示了形参 myObject 可以修改为本地变量。再根据“参数传递就是赋值操作”这句话,来梳理一下。当调用 foo() 方法时,将实参(myObject) 的值(引用对象的内存地址)赋值给形参 (myObject1),这时内存中存在两个变量 myObject(实参)、myObject1(形参),而且它们都指向同一个内存地址,但是在方法内部又对形参进行了一次赋值操作,这时形参指向了一个新的对象,而实参仍然指向原来的对象,这样形参和实参之间没有任何关联了。所以我们对形参(myObject1)的操作不会影响实参(myObject) 。

其实 foo() 方法等同于:

private static void foo() {
    MyObject myObject = new MyObject();
    myObject.num = 100;
}

同样可以看出 foo() 方法中的形参和实参完全没有关系了。

总结

Java 中参数传递其实就是赋值操作。
Java 中只存在值传递。

  • 对于基本类型变量,是把实参的值直接复制给形参。
  • 对于引用类型变量,是把实参引用的对象的内存地址复制给形参,所以实参和形参指向同一个对象。
  • 特殊引用类型变量,因为自身不可变的特点,当再次对形参进行赋值操作后,形参指向一个新的对象,而实参扔指向原来的对象。特殊引用类型变量包括 String 和一些基本类型的包装类(Integer、Double、Boolean等)。

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