java的引用传递

最近看着李兴华讲师的java视频教程学习java，关于java引用传递方面的知识的总结。

基础知识

$\color{red}{java的常用内存空间}$

1. 栈内存空间：保存所有的对象名称（更准确地说是保存了引用的堆内存空间的地址）
2. 堆内存空间：保存具体对象的具体属性内容。
3. 全局数据区：保存static类型的属性
4. 全局代码区：保存所有的方法定义

实例分析

class Person
{
    private String name;
    private int age;
    private static String city = "北京";
    // 构造函数
    public Person(){}
    public Person(String name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

public class Test
{
    public static void main(String args[])
    {
        Person person = new Person("张三",20);
    }
}

以上产生的person对象的内存关系如下图：

$\color{red}{java的String类}$

两种实例化方式

1. 直接赋值： String str = “Hello”;
2. 构造方法赋值 String str = new String(“Hello”);

$\color{blue}{两种实例化的区别}$

• 直接赋值：只开辟一块内存空间，字符串内容可以自动入池，供下次使用。
• 构造方法赋值：开辟两块内存空间，有一块将成为垃圾，并且不能自动入池，需要使用intern（）手动入池。

实例代码分析

#####直接赋值

public class StringDemo
{
    public static void main(String args[])
    {
        // 直接赋值
        String str1 = "Hello";
        // 直接赋值
        String str2 = "Hello";
        // 直接赋值
        String str3 = "Hello";
        System.out.println(str1 == str2);
        System.out.println(str1 == str3);
        System.out.println(str2 == str3);
    }
}

程序运行结果：
true
true
true

由程序执行结果可知：str1、str2、str3 3个字符串的内存地址完全相同，也就是说，实际上只开辟了一段堆内存空间。
内存分析图：

#####构造方法赋值

public class StringDemo
{
    public static void main(String args [])
    {
        // 构造方法赋值
        String str1 = new String("Hello");
        // 构造方法赋值
        String str2 = new String("Hello");
        System.out.println(str1 == str2);
    }
}

程序结果：
false

由程序执行结果可知：str1、str2、 2 个字符串的内存地址不相同，也就是说，使用构造方法实例化的String类对象内容不会保存在字符串对象池中，即不能狗进行共享数据操作。

构造方法赋值分析
由于每一个字符串都是一个String类的匿名对象，所以首先会在堆内存中开辟一段内存空间保存字符串”Hello”，而后又使用关键字new开辟了另一块内存空间，并把之前定义的字符串常量的内存空间的内容赋给new开辟的空间，而此时之前定义的字符串常量的内存空间将不会有任何栈内存指向，就成成为垃圾，等待垃圾收集器（GC）不定期回收。

内存分析图：

由上述的结论还可以知道：
$\color{red}{字符串的内容一旦声明，则不可改变。字符串内容的更改，实际上改变的是字符串对象的引用过程，并且会伴随大量垃圾的产生}$

代码实例分析：

public class TestDemo
{
    public static void main(String args [])
    {
        String str = "Hello ";
        String str1 = "Hello ";
        String str2 = "Hello ";
        // str、 str1指向同一块内存空间
        System.out.println(str == str1 && str1 == str2) ;
        str += "World";
        // str和str2是否仍指向同一块内存空间
        System.out.println(str == str1)  ;
        System.out.println(str1 == str2)  ;
        System.out.println("str = " + str) ;
        System.out.println("str1 = " + str1);
    }
}

程序运行结果：
true
false
true
str = Hello World
str1 = Hello
str2 = Hello

由程序执行结果可知，开始str、str1和str2指向同一块堆内存空间，改变str(连接”World”)之后，str指向的堆内存空间发生改变，而原str所指的堆内存空间的内容没有发生改变。

内存分析图

$\color{red}{java的引用传递}$

引用传递的本质是：$\color{red}{同一块堆内存空间，同时被多个栈内存指向，不同的栈可以修改同一块堆内存空间的内容}$

代码实例分析

范例一（自定义类对象作为函数参数传递）

class Demo
{
    private int data = 10;
    public Demo(){}
    public Demo(int data)
    {
        this.data = data;
    }
    public int getData()
    {
        return this.data;
    }
}
public class TestDemo
{
    public static void main(String args [])
    {
        Demo demo = new Demo(100);
        fun(demo); // 等价于Demo temp = demo
        System.out.println(demo.getData());
    }
    public static void fun(Demo temp)// 接受引用
    {
        temp.setData(30);// 修改属性内容
    }
}

程序运行结果：
30

结果分析
本程序首先在主方法中实例化了一个Demo对象，同时为类中的data属性赋值为100，之后将类对象传递给fun()方法由于类本身属于引用数据类型，所以fun（）方法中的修改直接影响原始对象的内容。

内存关系图

范例二（String类对象作为函数参数传递）

public class TestDemo
{
    public static void main(String args [])
    {
        String str = "Hello";  // 自定义字符串
        fun(str); // 引用传递： String temp = str
        System.out.println(str);
    }
    public static void fun(String temp)
    {
        temp = "World";
    }
}

程序运行结果：
Hello

通过程序运行结果可以发现，由于String类的内容不可变，所以当修改字符串数据（temp = “World”;）时就发生一个引用关系的变更，temp将指向新的堆内存空间。由于temp数据是方法的局部变量，所以方法执行完毕后，原始的str对象内容并不会发生任何改变。所以使用String类作为引用操作类型操作，关键是：$\color{red}{String 的内容一旦声明则不可改变，改变的是内存地址的指向。}$

$\color{red}{简单理解：}$
可以把String类看成基本数据类型。由于基本数据类型本身不牵扯到内存关系，而且传递时也只是值传递，不是内存地址传递，这样的特点是：方法里不管做何种修改，都不会影响原数据的内容。

内存关系图

范例三（包含String类属性的自定义类作为函数参数传递）

class Demo
{
    private String data;
    public Demo(){}
    public Demo(String data)
    {
        this.data = data;
    }
    public void setData(String data)
    {
        this.data = data;
    }
    public String getData()
    {
        return this.data;
    }
}

public class  TestDemo
{
    public static void main(String args [])
    {
        Demo demo = new Demo("Hello"); // 对象实例化
        fun(demo); // 引用传递：Demo temp = demo
        System.out.println(demo.getData());
    }
    public static void fun(Demo temp)
    {
        temp.setData("World");
    }
}

程序运行结果：
World

本程序和范例一从本质上将没有本质上的区别，唯一的区别在于本次使用了String作为Demo类的属性。如果把String类看成基本数据类型，可以得到如下内存分析图：

但实际上，更完整的内存关系应该表示为“Demo对象（栈）中包含了String的引用（data是String的名字存储在栈，而字符串的内容则存储在堆），Demo对象的堆内存中保存着data（栈内存）的引用关系”，完整的内存关系图如下：