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關鍵字: java對象 引用
Java對象及其引用
關於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,
那實在沒法很好地理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。
為便於說明,我們先定義一個簡單的類:
class Vehicle {
int passengers;
int fuelcap;
int mpg;
}
有了這個模板,就可以用它來創建對象:
Vehicle veh1 = new Vehicle();
通常把這條語句的動作稱之為創建一個對象,其實,它包含了四個動作。
1)右邊的“new Vehicle”,是以Vehicle類為模板,在堆空間裡創建一個Vehicle類對象(也簡稱為Vehicle對象)。
2)末尾的()意味著,在對象創建後,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會給你補上一個默認的構造函數。
3)左邊的“Vehicle veh 1”創建了一個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創建的那個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。
在堆空間裡創建的實體,與在數據段以及棧空間裡創建的實體不同。盡管它們也是確確實實存在的實體,但是,我們看不見,也摸不著。不僅如此,
我們仔細研究一下第二句,找找剛創建的對象叫什麼名字?有人說,它叫“Vehicle”。不對,“Vehicle”是類(對象的創建模板)的名字。
一個Vehicle類可以據此創建出無數個對象,這些對象不可能全叫“Vehicle”。
對象連名都沒有,沒法直接訪問它。我們只能通過對象引用來間接訪問對象。
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。對象好比是一只很大的氣球,大到我們抓不住它。引用變量是一根繩, 可以用來系汽球。
如果只執行了第一條語句,還沒執行第二條,此時創建的引用變量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,一只新汽球做出來了,並被系在veh1這根繩上。我們抓住這根繩,就等於抓住了那只汽球。
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,發生了復制行為。但是,要說明的是,對象本身並沒有被復制,被復制的只是對象引用。結果是,veh2也指向了veh1所指向的對象。兩根繩系的是同一只汽球。
如果用下句再創建一個對象:
veh2 = new Vehicle();
則引用變量veh2改指向第二個對象。
從以上敘述再推演下去,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。
這不確切。正確地說,它已成為垃圾回收機制的處理對象。至於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,如果我們僅僅為了打印而生成一個對象,就不需要用引用變量來系住它。最常見的就是打印字符串:
System.out.println(“I am Java!”);
字符串對象“I am Java!”在打印後即被丟棄。有人把這種對象稱之為臨時對象。
對象與引用的關系將持續到對象回收。
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。
先看下面的程序:
StringBuffer s;
s = new StringBuffer("Hello World!");
第一個語句僅為引用(reference)分配了空間,而第二個語句則通過調用類(StringBuffer)的構造函數StringBuffer(String str)為類生成了一個實例(或稱為對象)。這兩個操作被完成後,對象的內容則可通過s進行訪問——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,它可以指向別的對象,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,對象的內容都發生改變,並且只有一份,通過s1和s得到的內容自然也一樣,(String除外,因為String始終不變,String s1=”AAAA”; String s=s1,操作s,s1由於始終不變,所以為s另外開辟了空間來存儲s,)如下面的程序:
1 StringBuffer s; 2 3 s = new StringBuffer("Java"); 4 5 StringBuffer s1 = s; 6 7 s1.append(" World"); 8 9 System.out.println("s1=" + s1.toString());//打印結果為:s1=Java World 10 11 System.out.println("s=" + s.toString());//打印結果為:s=Java World 12 13
上面的程序表明,s1和s打印出來的內容是一樣的,這樣的結果看起來讓人非常疑惑,但是仔細想想,s1和s只是兩個引用,它們只是操縱桿而已,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內容。這就像汽車的剎車和油門,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,然後你踩一下剎車,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剎車影響,它們的影響是累積起來的,而不是各自獨立(除非剎車和油門不在一輛車上)。所以,在上面的程序中,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)。
只有理解了對象和引用的關系,才能理解參數傳遞。
一般面試題中都會考Java傳參的問題,並且它的標准答案是Java只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,對於基本類型的傳遞,我們很容易理解,而對於對象,總讓人感覺是按引用傳遞,看下面的程序:
1 public class ObjectRef { 2 3 4 5 //基本類型的參數傳遞 6 7 public static void testBasicType(int m) { 8 9 System.out.println("m=" + m);//m=50 10 11 m = 100; 12 13 System.out.println("m=" + m);//m=100 14 15 } 16 17 18 19 //參數為對象,不改變引用的值 ?????? 20 21 public static void add(StringBuffer s) { 22 23 s.append("_add"); 24 25 } 26 27 28 29 //參數為對象,改變引用的值 ????? 30 31 public static void changeRef(StringBuffer s) { 32 33 s = new StringBuffer("Java"); 34 35 } 36 37 38 39 public static void main(String[] args) { 40 41 int i = 50; 42 43 testBasicType(i); 44 45 System.out.println(i);//i=50 46 47 StringBuffer sMain = new StringBuffer("init"); 48 49 System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init 50 51 add(sMain); 52 53 System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init_add 54 55 changeRef(sMain); 56 57 System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init_add 58 59 } 60 61 }
以上程序的允許結果顯示出,testBasicType方法的參數是基本類型,盡管參數m的值發生改變,但並不影響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,所以s和sMain指向同一個對象,因此,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指向的對象的內容發生了改變。
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,在方法體內改變了s指向的對象(也就是s指向了別的對象,牽著氣球的繩子換氣球了),給s重新賦值後,s與sMain已經毫無關聯,它和sMain指向了不同的對象,所以不管對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指向的對象內容並未發生改變。
對於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?對於這種問題,還是套用Bruce Eckel的話:這依賴於你如何看待引用,最終你會明白,這個爭論並沒那麼重要。真正重要的是,你要理解,傳引用使得(調用者的)對象的修改變得不可預期。
1 public class Test 2 { public int i,j; 3 public void test_m(Test a) 4 { Test b = new Test(); 5 b.i = 1; 6 b.j = 2; 7 a = b; 8 } 9 public void test_m1(Test a ) 10 { a.i = 1; 11 a.j = 2; 12 } 13 public static void main(String argv[]) 14 { Test t= new Test(); 15 t.i = 5; 16 t.j = 6; 17 System.out.println( "t.i = "+ t.i + " t.j= " + t.j); //5,6 18 t.test_m(t); 19 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,所以對象t不變!!! 20 21 t.test_m1(t); 22 23 System.out.println( "t.i = "+ t.i + " t.j= " + t.j); //1,2 24 25 } 26 27 }
答案只有一個: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,“=”不能被看成是一個賦值語句,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將右邊對象的地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,引用裡面存放的並不是對象,而是該對象的地址,使得該引用指向了對象。在JAVA裡,“=”語句不應該被翻譯成賦值語句,因為它所執行的確實不是一個賦值的過程,而是一個傳地址的過程,被譯成賦值語句會造成很多誤解,譯得不准確。
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所指向的對象的地址傳給了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。
再所謂實例,其實就是對象的同義詞。