面试官:兄弟,说说Java到底是值传递还是引用传递

2020/04/23

二哥,好久没更新面试官系列的文章了啊,真的是把我等着急了,所以特意过来催催。我最近一段时间在找工作,能从二哥的文章中学到一点就多一点信心啊!

说句实在话,离读者 trust you 发给我这段信息已经过去 1 周时间了。不是我怠慢,确实是可更新的内容实在是太多了。这不,又有两个读者不约而同地要求我更新一下 Java 到底是值传递还是引用传递方面的文章——其实这个问题我之前是写过的,但现在看起来答案似乎不够尽善尽美,所以打算以面试的角度重写一篇。

七年前,我从温和湿润的苏州回到古色古香的洛阳,抱着一幅“天下我有”的心态“约谈”了几位面试官。其中有一位叫老马,让我印象深刻。因为他当时扔了一个面试题把我砸懵了:说说 Java 到底是值传递还是引用传递吧。

我当时年轻气盛,自认为所有的面试题都能对答如流,没想到被老马“刁难”了——原来洛阳这块互联网的荒漠也有技术专家啊。现在回想起来,脸上不自觉地就泛起了羞愧的红晕:当时真菜!不管怎么说,是时候写篇文章剖析一下值传递还是引用传递的区别了。

将参数传递给方法有两种常见的方式,一种是“值传递”,一种是“引用传递”。C 语言本身只支持值传递,它的衍生品 C++ 既支持值传递,也支持引用传递,而 Java 只支持值传递。

01、值传递 VS 引用传递

首先,我们必须要搞清楚,到底什么是值传递,什么是引用传递,否则,讨论 Java 到底是值传递还是引用传递就显得毫无意义。

当一个参数按照值的方式在两个方法之间传递时,调用者和被调用者其实是用的两个不同的变量——被调用者中的变量(原始值)是调用者中变量的一份拷贝,对它们当中的任何一个变量修改都不会影响到另外一个变量。

而当一个参数按照引用传递的方式在两个方法之间传递时,调用者和被调用者其实用的是同一个变量,当该变量被修改时,双方都是可见的。

Java 程序员之所以容易搞混值传递和引用传递,主要是因为 Java 有两种数据类型,一种是基本类型,比如说 int,另外一种是引用类型,比如说 String。

基本类型的变量存储的都是实际的值,而引用类型的变量存储的是对象的引用——指向了对象在内存中的地址。值和引用存储在 stack(栈)中,而对象存储在 heap(堆)中。

之所以有这个区别,是因为:

  • 栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于 CPU 中的寄存器。但缺点是,栈中的数据大小与生存周期必须是确定的。
  • 堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存周期也不必事先告诉编译器,Java 的垃圾回收器会自动收走那些不再使用的数据。但由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。

02、基本类型的参数传递

众所周知,Java 有 8 种基本数据类型,分别是 int、long、byte、short、float、double 、char 和 boolean。它们的值直接存储在栈中,每当作为参数传递时,都会将原始值(实参)复制一份新的出来,给形参用。形参将会在被调用方法结束时从栈中清除。

来看下面这段代码:

public class PrimitiveTypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int age = 18;
        modify(age);
        System.out.println(age);
    }

    private static void modify(int age1) {
        age1 = 30;
    }
}

1)main 方法中的 age 是基本类型,所以它的值 18 直接存储在栈中。

2)调用 modify() 方法的时候,将为实参 age 创建一个副本(形参 age1),它的值也为 18,不过是在栈中的其他位置。

3)对形参 age 的任何修改都只会影响它自身而不会影响实参。

03、引用类型的参数传递

来看一段创建引用类型变量的代码:

Writer writer = new Writer(18, "沉默王二");

writer 是对象吗?还是对象的引用?为了搞清楚这个问题,我们可以把上面的代码拆分为两行代码:

Writer writer;
writer = new Writer(18, "沉默王二");

假如 writer 是对象的话,就不需要通过 new 关键字创建对象了,对吧?那也就是说,writer 并不是对象,在“=”操作符执行之前,它仅仅是一个变量。那谁是对象呢?new Writer(18, "沉默王二"),它是对象,存储于堆中;然后,“=”操作符将对象的引用赋值给了 writer 变量,于是 writer 此时应该叫对象引用,它存储在栈中,保存了对象在堆中的地址。

每当引用类型作为参数传递时,都会创建一个对象引用(实参)的副本(形参),该形参保存的地址和实参一样。

来看下面这段代码:

public class ReferenceTypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Writer a = new Writer(18);
        Writer b = new Writer(18);
        modify(a, b);

        System.out.println(a.getAge());
        System.out.println(b.getAge());
    }

    private static void modify(Writer a1, Writer b1) {
        a1.setAge(30);

        b1 = new Writer(18);
        b1.setAge(30);
    }
}

1)在调用 modify() 方法之前,实参 a 和 b 指向的对象是不一样的,尽管 age 都为 18。

2)在调用 modify() 方法时,实参 a 和 b 都在栈中创建了一个新的副本,分别是 a1 和 b1,但指向的对象是一致的(a 和 a1 指向对象 a,b 和 b1 指向对象 b)。

3)在 modify() 方法中,修改了形参 a1 的 age 为 30,意味着对象 a 的 age 从 18 变成了 30,而实参 a 指向的也是对象 a,所以 a 的 age 也变成了 30;形参 b1 指向了一个新的对象,随后 b1 的 age 被修改为 30。

修改 a1 的 age,意味着同时修改了 a 的 age,因为它们指向的对象是一个;修改 b1 的 age,对 b 却没有影响,因为它们指向的对象是两个。

程序输出的结果如下所示:

30
18

果然和我们的分析是吻合的。

04、最后

好了,我亲爱的读者朋友,以上就是本文的全部内容了。看完之后,再遇到面试官问 Java 到底是值传递还是引用传递时,就不用担心被刁难了。我是沉默王二,一枚有趣的程序员。原创不易,莫要白票,请你为本文点赞个吧,这将是我写作更多优质文章的最强动力。

如果觉得文章对你有点帮助,请微信搜索「 沉默王二 」第一时间阅读,回复【666】更有我为你精心准备的 500G 高清教学视频(已分门别类)。本文 GitHub 已经收录,有大厂面试完整考点,欢迎 Star。

(转载本站文章请注明作者和出处 沉默王二

Show Disqus Comments

Post Directory

扫码或搜索:沉默王二
发送 290992
即可立即永久解锁本站全部文章