Java 值傳遞 or 引用傳遞？

2022 年 4 月 2 日
筆記
java學習

Java 方法傳參值傳遞 or 引用傳遞？

結論：Java採用的是值傳遞

先建立一些基礎的概念

什麼是值傳遞和引用傳遞？

值傳遞（pass by value）：是指在調用函數時將實際參數複製一份傳遞到函數中，這樣在函數中如果對參數進行修改，將不會影響到實際參數
引用傳遞（pass by reference）：是指在調用函數時將實際參數的地址直接傳遞到函數中，那麼在函數中對參數所進行的修改，將影響到實際參數

Java的數據類型分為兩類

基本類型（int float等）
引用類型（string, 數組等, 以及一切類對象）

如下圖，展示了兩者在記憶體中存儲形式，基本類型存儲的是值，而引用類型存儲的是地址，該地址指向值所在的記憶體空間。引用類型有點類似於C語言中的指針。

實踐出真知，本文做了三個實驗來論證為什麼Java是值傳遞。

實驗一：證明基本類型是值傳遞

先上程式碼

public class test {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 1000;
        changeInt(a);
        System.out.println("(main)a = " + a);
    }

    private static void changeInt(int a) {
        a = 3;
        System.out.println("(changeInt)a = " + a);
    }
}

// 運行程式碼會得到如下結果
// (changeInt)a = 3
// (main)a = 1000

在程式碼中，我們向changInt方法傳入了變數a，並在方法內部中改變了a的值，但主程式中a的值並沒有改變。因此基本類型是值傳遞。

實驗二：引用類型是引用傳遞？

先上程式碼

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Student std = new Student();
        std.name = "Nick";
        changeStd(std);
        System.out.println("(main)name = " + std.name);
    }

    private static void changeStd(Student std) {
        std.name = "Paul";
        System.out.println("(change)name = " + std.name);
    }
}

class Student {
    String name;
}

// 運行結果
// (change)name = Paul
// (main)name = Paul

在上段程式碼中，我們向changeStd方法傳入了一個student類實例，並在方法內部中改變了學生類實例中的name欄位。從運行的結果我們可以看出主程式中的學生實例的姓名也被改變。難道引用類型採用的是引用傳遞？當然不是，接下來繼續看第三個實驗。

實驗三：引用類型是值傳遞？

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Student std = new Student();
        std.name = "Nick";
        changeStd(std);
        System.out.println("(main)name = " + std.name);
    }

    private static void changeStd(Student std) {
        std = new Student();
        std.name = "Paul";
        System.out.println("(change)name = " + std.name);
    }
}

class Student {
    String name;
}

// 運行結果
// (change)name = Paul
// (main)name = Nick

我們改變了方法內部的賦值，我們先重新給std創建了一個新的學生實例，並將名字修改。其結果與實驗二相反，方法內部的賦值操作並未改變。難道引用類型又是值傳遞？

總結

要想理解三個實驗的運行結果，其實原理並不複雜。

實驗一：下圖表示的是，兩個變數的記憶體情況。只有可能是兩個a有著不同的地址，方法內部的賦值才不會改變主程式的a值。如果兩者是同一記憶體空間，那麼方法內部的修改，必定會影響主程式的a值。

實驗二：下圖表示的是方法內部還未賦值的時候，兩個變數的記憶體情況。兩個變數雖然有著不同的記憶體空間，但是存儲都是Nick的地址，實際指向的是同一個地址空間。有了Nick的存儲地址，當然可以方法內部去改變Nick的值。

賦值後

實驗三：與實驗二相同，在還未創建新的實例時，兩者指向的都是Nick。但是在給方法內部的std賦值之後，實際上改變了其存放的地址，將其指向了一個新的對象Paul。

根據三個實驗的結果，我們可以論證出Java採用的是值傳遞，只不過對於基本類型而言，傳遞的是一個具體的值，而對於引用類型而言傳遞的也是一個具體的值，只不過這個值是一個地址。而有這個地址，我們可以對地址指向的地址空間進行操作，所以會出現實驗二的情況，但是如果我們對值本身進行改變賦值，兩者是互不影響的。

看到一個例子說的很形象：

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