關于對象與引用之間的一些基本概念。
初學Java時,在很長一段時間裡,總覺得基本概念很模糊。後來才知道,在許多Java書中,把對象和對象的引用混為一談。可是,如果我分不清對象與對象引用,那實在沒法很好地了解下面的面向對象技術。把自己的一點認識寫下來,或許能讓初學Java的朋友們少走一點彎路。
為便于說明,我們先定義一個簡單的類:
class Vehicle
{
int passengers;
int fuelcap;
int mpg;
}
有了這個模闆,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。
1.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)。
2.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。
3.左邊的“Vehicle veh 1”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。
4."="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,二是對象本身。
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:
1.一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);
2.一個對象可以有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。
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");
System.out.println("s1=" + s1.toString());//列印結果為:s1=Java World
System.out.println("s=" + s.toString());//列印結果為:s=Java World
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)。
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)?
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樓主,這樣來記這個問題
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;
再如:
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。