面試題：Java中為什麼只有值傳遞？

2022 年 7 月 28 日
筆記
Java面試

作者：小牛呼嚕嚕 | //xiaoniuhululu.com
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經典的問題
形參&實參
Java是值傳遞還是引用傳遞？
- 傳參的類型：基本數據類型
- 傳參的類型：引用數據類型
尾語

經典的問題

Java 傳參是值傳遞還是引用傳遞？這個問題很基礎，但是許多人都有點懵

形參&實參

首先我們得了解關於參數的幾個概念
形式參數：定義函數時使用的參數，用來接收函數傳入參數，比如我們寫個函數，函數中的參數為形式參數

public void test(String str) { //str為形式參數     
    System.out.println(str); 
}

實際參數：我們調用函數時，函數名後面括弧中的參數稱為實際參數，必須有確定的值，如下面例子所示

public static void main(String[] args) {     
    A a = new A();     
    a.test("小 明"); //"小 明"則為實際參數 
}

可以發現，當調用一個有參函數的時候，會把實際參數傳遞給形式參數。

這種傳遞的過程的參數一般有2種情況值傳遞和引用傳遞。

值傳遞：調用函數時將實際參數複製一份傳遞到函數中，函數內部對參數內部進行修改不會影響到實際參數,即創建副本，不會影響原生對象
引用傳遞：方法接收的是實際參數所引用的地址，不會創建副本，對形參的修改將影響到實參，即不創建副本，會影響原生對象

我們還得知道：在Java中有2種數據類型,其中主要有基本數據類型和引用數據類型，除了8種基本數據類型以外都是引用數據類型,分別是byte,short,int,long,char,boolean,float,double

Java是值傳遞還是引用傳遞？

對於這個問題，我們先來看幾個例子慢慢道來：

傳參的類型：基本數據類型

public class TestBasic {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        int num2 = 20;
        change(num1, num2);
        System.out.println("==============");
        System.out.println("num1 = " + num1);
        System.out.println("num2 = " + num2);
    }

    public static void change(int param1, int param2) {
        System.out.println("param1 = " + param1);
        System.out.println("param2 = " + param2);
        param1 = 333;
        param2 = 444;
        System.out.println("after change....");
        System.out.println("param1 = " + param1);
        System.out.println("param2 = " + param2);
    }
}

結果：

param1 = 10
param2 = 20
after change….
param1 = 333

param2 = 444

==============

num1 = 10
num2 = 20

我們可以發現，change()方法內對變數重新賦值，並未改變變數num1和num2的值，改變的只是change()方法內的num1和num2的副本。
我們需要知道，基本數據類型在記憶體中只有一塊存儲空間，分配在棧stack中。
Java傳參的類型如果是基本數據類型，是值傳遞。

傳參的類型：引用數據類型

public class TestQuote {

    public static void main(String[] args) {
        String str = "小明";
        StringBuilder str2 = new StringBuilder("今天天氣好");
        change(str,str2);
        System.out.println("==============");
        System.out.println("str = " + str);
        System.out.println("str2 = " + str2);

    }

    public static void change(String param1,StringBuilder param2) {
        System.out.println("param1 = " + param1);
        System.out.println("param2 = " + param2);
        param1= "小張";
        param2.append(",我們去釣魚");
        System.out.println("after change....");
        System.out.println("param1 = " + param1);
        System.out.println("param2 = " + param2);
    }
}

結果：

param1 = 小明
param2 = 今天天氣好
after change….
param1 = 小張

param2 = 今天天氣好,我們去釣魚

str = 小明
str2 = 今天天氣好,我們去釣魚

我們發現str變數沒有改變，但是str2變數卻改變了，大家是不是迷惑了：Java傳參的類型如果是引用數據類型，是值傳遞還是引用傳遞？

其實大家被一堆術語給忽悠了，筆者畫了2張圖，幫助大家理解：

before change():

after change():

在Java中，除了基本數據類型以外，其他的都是引用類型，引用類型在記憶體中有兩塊存儲空間(一塊在棧stack中,一塊在堆heap中)。

如果參數是引用類型，傳遞的就是實參所引用的對象在棧中地址值的拷貝，這裡創建的副本是 地址的拷貝。那就有人說了，可是它值變了呀，這明明就是”引用傳遞”嘛？
我們可以換個角度理解，如果我們把棧地址當成值，會創建棧地址副本(複製棧幀)，棧地址最終並沒有改變，改變的是堆記憶體中的值。這就好比棧地址是鑰匙，我們copy了一把，它能打開保險箱。我們關心的是鑰匙有沒有花紋這種變化，至於打開保險箱後的錢多錢少，我們並不需要關心。
雖然調用完函數後，str2變數值(堆中的數據)改變了，但是參數是引用類型，傳遞的實參是棧中地址值，這是我們關心的，拷貝的是棧中地址值，最終棧中地址值並沒有改變。所以是符合值傳遞的定義創建副本，不會影響原生對象。

可能又有人問了，那str變數值為啥沒有改變呢？其實這完全是由於String類的特殊，我們知道它是不可變的final,這個時候在函數中 param1= “小張”;其實會隱式創建一個新的String對象,同時堆記憶體中會開闢一個新的記憶體空間，param1指向了這個新開闢的記憶體空間。原地址str指向的堆記憶體空間中數據沒有任何改變。

尾語

Java中只有值傳遞，始終是傳值的，我們要牢記，這個是官方明確說的。我們還應該清楚，其中的緣由。

參數是基本數據類型，複製的是具體值；如果參數是引用類型，把地址當成值，複製的是地址；還有String類是一個非常特殊的類，她是不可變的。

參考資料：
《深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐》
//www.cnblogs.com/ITnoteforlsy/p/12266409.html

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