徹底了解Java對象與引用

徹底了解Java對象與引用

本文是最近在複習Java的時候讀到的來自iteye部落格的一篇文章，個人覺得寫的很好，但貌似樓主許久沒有維護該部落格，害怕将來想回顧的時候找不到此文章，故在此重寫文章，并修改了一些排版，有助于以後的學習查閱。

一、關于對象與引用之間的一些基本概念

為便于說明，先定義一個類：

class Vehicle {

int passengers;

int fuelcap;

int mpg;           

}

有了這個類，就可以用它來建立對象：Vehicle veh1 = new Vehicle()，通常把這條語句的動作稱之為建立一個對象，其實，它包含了四個動作：

右邊的new Vehicle，是以Vehicle類為模闆，在堆空間裡建立一個Vehicle類對象（也簡稱為Vehicle對象）

末尾的()意味着，在對象建立後，立即調用Vehicle類的構造函數，對剛生成的對象進行初始化。構造函數是肯定有的。如果你沒寫，Java會給你補上一個預設的構造函數

左邊的Vehicle veh1建立了一個Vehicle類引用變量。所謂Vehicle類引用，就是以後可以用來指向Vehicle對象的對象引用

=操作符使對象引用指向剛建立的那個Vehicle對象

我們可以把這條語句拆成兩部分：

Vehicle veh1;

veh1 = new Vehicle();

效果是一樣的。這樣寫，就比較清楚了，有兩個實體：一是對象引用變量，一是對象本身。

在堆空間裡建立的實體，與在資料段以及棧空間裡建立的實體不同。盡管它們也是确确實實存在的實體，但是，我們看不見，也摸不着。不僅如此，

我們仔細研究一下第二句，找找剛建立的對象叫什麼名字？有人說，它叫“Vehicle”。不對，“Vehicle”是類（對象的建立模闆）的名字。

一個Vehicle類可以據此建立出無數個對象，這些對象不可能全叫“Vehicle”。

對象連名都沒有，沒法直接通路它。我們隻能通過對象引用來間接通路對象。

為了形象地說明對象、引用及它們之間的關系，可以做一個或許不很妥當的比喻。對象好比是一隻很大的氣球，大到我們抓不住它。引用變量是一根繩， 可以用來系汽球。

如果隻執行了第一條語句，還沒執行第二條，此時建立的引用變量veh1還沒指向任何一個對象，它的值是null。引用變量可以指向某個對象，或者為null。

它是一根繩，一根還沒有系上任何一個汽球的繩。執行了第二句後，一隻新汽球做出來了，并被系在veh1這根繩上。我們抓住這根繩，就等于抓住了那隻汽球。

再來一句：

​ Vehicle veh2;

就又做了一根繩，還沒系上汽球。如果再加一句：

​ veh2 = veh1;

系上了。這裡發生了複制行為。但是，要說明的是，對象本身并沒有被複制，被複制的隻是對象引用。結果是，veh2也指向了veh1所指向的對象。兩根繩系的是同一隻汽球。

如果用下句再建立一個對象：

​ veh2 = new Vehicle();

則引用變量veh2改指向第二個對象。

從以上叙述再推演下去，我們可以獲得以下結論：

一個對象引用可以指向0個或1個對象（一根繩子可以不系汽球，也可以系一個汽球）

一個對象可以有N個引用指向它（可以有N條繩子系住一個汽球）

如果再來下面語句：

​ veh1 = veh2;

按上面的推斷，veh1也指向了第二個對象。這個沒問題。問題是第一個對象呢？沒有一條繩子系住它，它飛了。多數書裡說，它被Java的垃圾回收機制回收了。

這不确切。正确地說，它已成為垃圾回收機制的處理對象。至于什麼時候真正被回收，那要看垃圾回收機制的心情了。

由此看來，下面的語句應該不合法吧？至少是沒用的吧？

​ new Vehicle();

不對。它是合法的，而且可用的。譬如，如果我們僅僅為了列印而生成一個對象，就不需要用引用變量來系住它。最常見的就是列印字元串：

​ System.out.println(“I am Java!”);

字元串對象“I am Java!”在列印後即被丢棄。有人把這種對象稱之為臨時對象。

對象與引用的關系将持續到對象回收。

二、Java對象及引用

Java對象及引用是容易混淆卻又必須掌握的基礎知識，本章闡述Java對象和引用的概念，以及與其密切相關的參數傳遞。

先看下面的程式：

StringBuffer s;

s = new StringBuffer("Hello World!");

第一個語句僅為引用(reference)配置設定了空間，而第二個語句則通過調用類(StringBuffer)的構造函數StringBuffer(String str)為類生成了一個執行個體（或稱為對象）。這兩個操作被完成後，對象的内容則可通過s進行通路——在Java裡都是通過引用來操縱對象的。

Java對象和引用的關系可以說是互相關聯，卻又彼此獨立。彼此獨立主要表現在：引用是可以改變的，它可以指向别的對象，譬如上面的s，你可以給它另外的對象，如：

​ s = new StringBuffer("Java");

這樣一來，s就和它指向的第一個對象脫離關系。

從存儲空間上來說，對象和引用也是獨立的，它們存儲在不同的地方，對象一般存儲在堆中，而引用存儲在速度更快的堆棧中。

引用可以指向不同的對象，對象也可以被多個引用操縱，如：

​ StringBuffer s1 = s;

這條語句使得s1和s指向同一個對象。既然兩個引用指向同一個對象，那麼不管使用哪個引用操縱對象，對象的内容都發生改變，并且隻有一份，通過s1和s得到的内容自然也一樣，（String除外，因為String始終不變，String s1=”AAAA”; String s=s1，操作s，s1由于始終不變，是以為s另外開辟了空間來存儲s）如下面的程式：

StringBuffer s;

s = new StringBuffer("Java");

StringBuffer s1 = s;

s1.append(" World");

//列印結果為：s1=Java World

System.out.println("s1=" + s1.toString());

//列印結果為：s=Java World

System.out.println("s=" + s.toString());

上面的程式表明，s1和s列印出來的内容是一樣的，這樣的結果看起來讓人非常疑惑，但是仔細想想，s1和s隻是兩個引用，它們隻是操縱杆而已，它們指向同一個對象，操縱的也是同一個對象，通過它們得到的是同一個對象的内容。這就像汽車的刹車和油門，它們操縱的都是車速，假如汽車開始的速度是80，然後你踩了一次油門，汽車加速了，假如車速升到了120，然後你踩一下刹車，此時車速是從120開始下降的，假如下降到60，再踩一次油門，車速則從60開始上升，而不是從第一次踩油門後的120開始。也就是說車速同時受油門和刹車影響，它們的影響是累積起來的，而不是各自獨立（除非刹車和油門不在一輛車上）。是以，在上面的程式中，不管使用s1還是s操縱對象，它們對對象的影響也是累積起來的（更多的引用同理）。

三、隻有了解了對象和引用的關系，才能了解參數傳遞

一般面試題中都會考Java傳參的問題，并且它的标準答案是Java隻有一種參數傳遞方式：那就是按值傳遞，即Java中傳遞任何東西都是傳值。如果傳入方法的是基本類型的東西，你就得到此基本類型的一份拷貝。如果是傳遞引用，就得到引用的拷貝。

一般來說，對于基本類型的傳遞，我們很容易了解，而對于對象，總讓人感覺是按引用傳遞，看下面的程式：

public class ObjectRef {

//基本類型的參數傳遞  
public static void testBasicType(int m) {  
    System.out.println("m=" + m);//m=50  
    m = 100;  
    System.out.println("m=" + m);//m=100  
}     

//參數為對象，不改變引用的值 ？？？？？？  
public static void add(StringBuffer s) {  
    s.append("_add");  
}   

//參數為對象，改變引用的值 ？？？？？  
public static void changeRef(StringBuffer s) {  
    s = new StringBuffer("Java"); 
}  
   
public static void main(String[] args) {  
    int i = 50;  
    testBasicType(i);  
    System.out.println(i);//i=50  
    StringBuffer sMain = new StringBuffer("init");  
    System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init  
    add(sMain);  
    System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init_add  
    changeRef(sMain);  
    System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init_add   
}              

}

以上程式的允許結果顯示出，testBasicType方法的參數是基本類型，盡管參數m的值發生改變，但并不影響i。

add方法的參數是一個對象，當把sMain傳給參數s時，s得到的是sMain的拷貝，是以s和sMain指向同一個對象，是以，使用s操作影響的其實就是sMain指向的對象，故調用add方法後，sMain指向的對象的内容發生了改變。

在changeRef方法中，參數也是對象，當把sMain傳給參數s時，s得到的是sMain的拷貝，但與add方法不同的是，在方法體内改變了s指向的對象（也就是s指向了别的對象,牽着氣球的繩子換氣球了），給s重新指派後，s與sMain已經毫無關聯，它和sMain指向了不同的對象，是以不管對s做什麼操作，都不會影響sMain指向的對象，故調用changeRef方法前後sMain指向的對象内容并未發生改變。

對于add方法的調用結果，可能很多人會有這種感覺：這不明明是按引用傳遞嗎？對于這種問題，還是套用Bruce Eckel的話：這依賴于你如何看待引用，最終你會明白，這個争論并沒那麼重要。真正重要的是，你要了解，傳引用使得（調用者的）對象的修改變得不可預期。

public class Test {

public int i, j;

public void test_m(Test a) {
Test b = new Test();
b.i = 1;
b.j = 2;
a = b;
}

public void test_m1(Test a) {
a.i = 1;
a.j = 2;
}

public static void main(String argv[]) {
Test t = new Test();
t.i = 5;
t.j = 6;
System.out.println("t.i=" + t.i + "  t.j=" + t.j); // 5,6
t.test_m(t);
System.out.println("t.i=" + t.i + "  t.j=" + t.j); // 5,6,a和t都指向了一個對象，而在test_m中s又指向了另一個對象，是以對象t不變！！！
t.test_m1(t);
System.out.println("t.i=" + t.i + "  t.j=" + t.j); // 1,2
}
           

答案隻有一個：Java裡都是按值傳遞參數。而實際上，我們要明白，當參數是對象時，傳引用會發生什麼狀況（就像上面的add方法）？

總結：

如下表達式：

A a1 = new A();

它代表A是類，a1是引用，a1不是對象，new A()才是對象，a1引用指向new A()這個對象。

在JAVA裡，“=”不能被看成是一個指派語句，它不是在把一個對象賦給另外一個對象，它的執行過程實質上是将右邊對象的位址傳給了左邊的引用，使得左邊的引用指向了右邊的對象。Java表面上看起來沒有指針，但它的引用其實質就是一個指針，引用裡面存放的并不是對象，而是該對象的位址，使得該引用指向了對象。在Java裡，“=”語句不應該被翻譯成指派語句，因為它所執行的确實不是一個指派的過程，而是一個傳位址的過程，被譯成指派語句會造成很多誤解，譯得不準确。

再如：

A a2;

它代表A是類，a2是引用，a2不是對象，a2所指向的對象為空null;

a2 = a1;

它代表，a2是引用，a1也是引用，a1所指向的對象的位址傳給了a2(傳址），使得a2和a1指向了同一對象。

綜上所述，可以簡單的記為，在初始化時，“=”語句左邊的是引用，右邊new出來的是對象。

在後面的左右都是引用的“=”語句時，左右的引用同時指向了右邊引用所指向的對象。

再所謂執行個體，其實就是對象的同義詞。

原文位址

https://www.cnblogs.com/flyingrun/p/12705347.html