Java对象及其引用

Posted 2020-09-14

Java对象及其引用 

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关于对象与引用之间的一些基本概念。 

       初学Java时，在很长一段时间里，总觉得基本概念很模糊。后来才知道，在许多Java书中，把对象和对象的引用混为一谈。可是，如果我分不清对象与对象引用， 


       

那实在没法很好地理解下面的面向对象技术。把自己的一点认识写下来，或许能让初学Java的朋友们少走一点弯路。 

       为便于说明，我们先定义一个简单的类： 

       class Vehicle { 

       int passengers;      

       int fuelcap; 

       int mpg; 

                   } 

有了这个模板，就可以用它来创建对象： 

       Vehicle veh1 = new Vehicle(); 

通常把这条语句的动作称之为创建一个对象，其实，它包含了四个动作。 

1）右边的“new Vehicle”，是以Vehicle类为模板，在堆空间里创建一个Vehicle类对象（也简称为Vehicle对象）。 

2）末尾的()意味着，在对象创建后，立即调用Vehicle类的构造函数，对刚生成的对象进行初始化。构造函数是肯定有的。如果你没写，Java会给你补上一个默认的构造函数。 

3）左边的“Vehicle veh 1”创建了一个Vehicle类引用变量。所谓Vehicle类引用，就是以后可以用来指向Vehicle对象的对象引用。 

4）“=”操作符使对象引用指向刚创建的那个Vehicle对象。 

我们可以把这条语句拆成两部分： 

Vehicle veh1; 

veh1 = new Vehicle(); 

效果是一样的。这样写，就比较清楚了，有两个实体：一是对象引用变量，一是对象本身。 

       在堆空间里创建的实体，与在数据段以及栈空间里创建的实体不同。尽管它们也是确确实实存在的实体，但是，我们看不见，也摸不着。不仅如此， 

       我们仔细研究一下第二句，找找刚创建的对象叫什么名字？有人说，它叫“Vehicle”。不对，“Vehicle”是类（对象的创建模板）的名字。 

       一个Vehicle类可以据此创建出无数个对象，这些对象不可能全叫“Vehicle”。 

       对象连名都没有，没法直接访问它。我们只能通过对象引用来间接访问对象。 

       为了形象地说明对象、引用及它们之间的关系，可以做一个或许不很妥当的比喻。对象好比是一只很大的气球，大到我们抓不住它。引用变量是一根绳， 可以用来系汽球。 

       如果只执行了第一条语句，还没执行第二条，此时创建的引用变量veh1还没指向任何一个对象，它的值是null。引用变量可以指向某个对象，或者为null。 

       它是一根绳，一根还没有系上任何一个汽球的绳。执行了第二句后，一只新汽球做出来了，并被系在veh1这根绳上。我们抓住这根绳，就等于抓住了那只汽球。 

       再来一句： 

       Vehicle veh2; 

就又做了一根绳，还没系上汽球。如果再加一句： 

       veh2 = veh1; 

系上了。这里，发生了复制行为。但是，要说明的是，对象本身并没有被复制，被复制的只是对象引用。结果是，veh2也指向了veh1所指向的对象。两根绳系的是同一只汽球。 

       如果用下句再创建一个对象： 

veh2 = new Vehicle(); 

则引用变量veh2改指向第二个对象。 

       从以上叙述再推演下去，我们可以获得以下结论： 

（1）一个对象引用可以指向0个或1个对象（一根绳子可以不系汽球，也可以系一个汽球）； 

（2）一个对象可以有N个引用指向它（可以有N条绳子系住一个汽球）。 

       如果再来下面语句： 

       veh1 = veh2; 

按上面的推断，veh1也指向了第二个对象。这个没问题。问题是第一个对象呢？没有一条绳子系住它，它飞了。多数书里说，它被Java的垃圾回收机制回收了。 

这不确切。正确地说，它已成为垃圾回收机制的处理对象。至于什么时候真正被回收，那要看垃圾回收机制的心情了。 

       由此看来，下面的语句应该不合法吧？至少是没用的吧？ 

new Vehicle(); 

不对。它是合法的，而且可用的。譬如，如果我们仅仅为了打印而生成一个对象，就不需要用引用变量来系住它。最常见的就是打印字符串： 

    System.out.println(“I am Java!”); 

字符串对象“I am Java!”在打印后即被丢弃。有人把这种对象称之为临时对象。 

       对象与引用的关系将持续到对象回收。 

  

Java对象及引用 



Java对象及引用是容易混淆却又必须掌握的基础知识，本章阐述Java对象和引用的概念，以及与其密切相关的参数传递。 



先看下面的程序： 

StringBuffer s; 

s = new StringBuffer("Hello World!"); 

第一个语句仅为引用(reference)分配了空间，而第二个语句则通过调用类(StringBuffer)的构造函数StringBuffer(String str)为类生成了一个实例（或称为对象）。这两个操作被完成后，对象的内容则可通过s进行访问——在Java里都是通过引用来操纵对象的。 



Java对象和引用的关系可以说是互相关联，却又彼此独立。彼此独立主要表现在：引用是可以改变的，它可以指向别的对象，譬如上面的s，你可以给它另外的对象，如： 

s = new StringBuffer("Java"); 

这样一来，s就和它指向的第一个对象脱离关系。 



从存储空间上来说，对象和引用也是独立的，它们存储在不同的地方，对象一般存储在堆中，而引用存储在速度更快的堆栈中。 



引用可以指向不同的对象，对象也可以被多个引用操纵，如： 

StringBuffer s1 = s; 

这条语句使得s1和s指向同一个对象。既然两个引用指向同一个对象，那么不管使用哪个引用操纵对象，对象的内容都发生改变，并且只有一份，通过s1和s得到的内容自然也一样，(String除外，因为String始终不变，String s1=”AAAA”; String s=s1,操作s,s1由于始终不变，所以为s另外开辟了空间来存储s,)如下面的程序： 

Java代码  

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());//打印结果为：s1=Java World  
10.   
11. System.out.println("s=" + s.toString());//打印结果为：s=Java World  
12.   
13.     

上面的程序表明，s1和s打印出来的内容是一样的，这样的结果看起来让人非常疑惑，但是仔细想想，s1和s只是两个引用，它们只是操纵杆而已，它们指向同一个对象，操纵的也是同一个对象，通过它们得到的是同一个对象的内容。这就像汽车的刹车和油门，它们操纵的都是车速，假如汽车开始的速度是80，然后你踩了一次油门，汽车加速了，假如车速升到了120，然后你踩一下刹车，此时车速是从120开始下降的，假如下降到60，再踩一次油门，车速则从60开始上升，而不是从第一次踩油门后的120开始。也就是说车速同时受油门和刹车影响，它们的影响是累积起来的，而不是各自独立（除非刹车和油门不在一辆车上）。所以，在上面的程序中，不管使用s1还是s操纵对象，它们对对象的影响也是累积起来的（更多的引用同理）。 



只有理解了对象和引用的关系，才能理解参数传递。 

一般面试题中都会考Java传参的问题，并且它的标准答案是Java只有一种参数传递方式：那就是按值传递，即Java中传递任何东西都是传值。如果传入方法的是基本类型的东西，你就得到此基本类型的一份拷贝。如果是传递引用，就得到引用的拷贝。 



一般来说，对于基本类型的传递，我们很容易理解，而对于对象，总让人感觉是按引用传递，看下面的程序： 

Java代码  

1. public class ObjectRef {  
2.   
3.    
4.   
5.     //基本类型的参数传递  
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.     //参数为对象，不改变引用的值 ？？？？？？  
20.   
21.     public static void add(StringBuffer s) {  
22.   
23.         s.append("_add");  
24.   
25.     }  
26.   
27.      
28.   
29.     //参数为对象，改变引用的值 ？？？？？  
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. }  

以上程序的允许结果显示出，testBasicType方法的参数是基本类型，尽管参数m的值发生改变，但并不影响i。 

      add方法的参数是一个对象，当把sMain传给参数s时，s得到的是sMain的拷贝，所以s和sMain指向同一个对象，因此，使用s操作影响的其实就是sMain指向的对象，故调用add方法后，sMain指向的对象的内容发生了改变。 

      在changeRef方法中，参数也是对象，当把sMain传给参数s时，s得到的是sMain的拷贝，但与add方法不同的是，在方法体内改变了s指向的对象（也就是s指向了别的对象,牵着气球的绳子换气球了），给s重新赋值后，s与sMain已经毫无关联，它和sMain指向了不同的对象，所以不管对s做什么操作，都不会影响sMain指向的对象，故调用changeRef方法前后sMain指向的对象内容并未发生改变。 



对于add方法的调用结果，可能很多人会有这种感觉：这不明明是按引用传递吗？对于这种问题，还是套用Bruce Eckel的话：这依赖于你如何看待引用，最终你会明白，这个争论并没那么重要。真正重要的是，你要理解，传引用使得（调用者的）对象的修改变得不可预期。 

Java代码  

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都指向了一个对象，而在test_m中s又指向了另一个对象，所以对象t不变！！！  
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. }  

答案只有一个：Java里都是按值传递参数。而实际上，我们要明白，当参数是对象时，传引用会发生什么状况（就像上面的add方法）？ 



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楼主，这样来记这个问题 
如下表达式： 
A a1 = new A(); 
它代表A是类，a1是引用，a1不是对象，new A()才是对象，a1引用指向new A()这个对象。 

在JAVA里，“=”不能被看成是一个赋值语句，它不是在把一个对象赋给另外一个对象，它的执行过程实质上是将右边对象的地址传给了左边的引用，使得左边的引用指向了右边的对象。JAVA表面上看起来没有指针，但它的引用其实质就是一个指针，引用里面存放的并不是对象，而是该对象的地址，使得该引用指向了对象。在JAVA里，“=”语句不应该被翻译成赋值语句，因为它所执行的确实不是一个赋值的过程，而是一个传地址的过程，被译成赋值语句会造成很多误解，译得不准确。 



再如： 
A a2; 
它代表A是类，a2是引用，a2不是对象，a2所指向的对象为空null; 



再如： 
a2 = a1; 
它代表，a2是引用，a1也是引用，a1所指向的对象的地址传给了a2(传址），使得a2和a1指向了同一对象。 

综上所述，可以简单的记为，在初始化时，“=”语句左边的是引用，右边new出来的是对象。 
在后面的左右都是引用的“=”语句时，左右的引用同时指向了右边引用所指向的对象。 

再所谓实例，其实就是对象的同义词。