一段递归代码引发的对于传参以及关于基本类型的一点了解

Posted 2020-11-01 Ben_Mario

首先附上为了模拟场景简化的递归代码：

public class Recursion {
    public static void main(String[] args) {
        Recursion recursion = new Recursion();

        List<Long> list = new ArrayList<Long>();
        list.add(100L);
        Long  num = 100L;

        recursion.recursionFunction(5L, list);
        recursion.recursionFunction(5L, num);
        System.out.println("recursionFunction:list:" + list.get(0));
        System.out.println("recursionFunction:num:" + num);
    }
    //为了后面方便描述，以后称：listfunction
    private void recursionFunction(Long i, List<Long> list) {
        i--;
        if (i == 0) {
            list.set(0,i);
        } else {
            recursionFunction(i, list);
        }
    }
    //为了后面方便描述，以后称：longfunction
    private void recursionFunction(Long i, Long  num) {
        i--;
        if (i == 0) {
            num = i;
        } else {
            recursionFunction(i, num);
        }
    }
}

模拟出来的递归场景，有几个朋友在我跟他们说了打印结果并不是“recursionFunction:list:0”和“recursionFunction:list:0"的时候他们也表示很惊讶，为什么不是呢？
其实我也正是因为打印结果不是这样而觉得不可思议。
当我遇到这个现象的时候我的第一反应是：怎么会这样，明明逻辑都是一样的，然后是把参数num改外全局变量，打印结果和预期的一样。然后问题就来了，为什么参数list不用改为全局变量就可以呢？
接着是第一个猜测：是不是java虚拟机在声明变量的时候分配内存空间的不同？据我了解：只要声明变量，java虚拟机都会开辟内存空间。我还是仔细的想了一下，自己否定了；
然后是有第一个猜想引发的第二个猜想：会不会调用方发的时候形参和实参用的不是同一个对象，可问题就出在这里：如果用的不一样，那为什么list就可以，而num就不可以呢？于是我陷入了一个很迷茫的地步。
第三个猜想：是不是因为Long封装类的原因？经过测试，发现并不是因为这样。
第四个猜想：是不是因为基本类型的原因？经测试，直接想到的就是Object类，但结果也并不是我想的那样。
于是开始带着这段自认为神奇的代码，给朋友看，我大概都能想到朋友在得知结果与预期结果不相同时的惊讶。
有朋友让我用别的类型试试比如：StringBuffer和StringBuilder试试，我在没试之前就觉得不行的，结果我只是了一个真的不行，第二个就没有试了。
和另一朋友开始了讨论:
　　第一：Long型的比较他建议我用longValue()这个方法[补充一]，但是因为和0比较，肯定是不存在问题的，不过这点还是很需要注意的，因为往往能用到Long型都是ID相关的，
通常都是一些ID生成算生成的大多数都在16位左右。
　　第二：Long类型的自动封装，这个和我的第三个猜想是一样的。那为什么全局变量就可以呢？
　　第三：递归方法中num出栈就会销毁，也就是递归方法用完，数据就会销毁。那还是同样的问题，为什么list就可以呢？
然后他查看了class文件反编译的代码，我突然想到，ArrayList的底层就是用可变数组实现的，然后我就试了一下数组，结果和list的效果一样，赋值成功。这个时候，我似乎有点顿悟。
好像明白为什么list的值可以赋值成功，但是不明白num为什么不成功。
　　第四：他告诉我，如果在listfunction中第一局执行list = new ArrayList<Long>();结果也会不止不成功，并告诉我好像破案了。[ps：这个过程真的像是在破案或者是玩寻宝游戏，我很喜欢]
这个时候我们好像都明白了为什么打印结果会出乎意料的是“recursionFunction:list:0”和“recursionFunction:list:100"，为了肯定答案，我们又去查了资料。
我将理解整理如下：
　　关于传参：java的传参有两种，分别是{值传递和引用传递}，八种基本类型就是属于值传递，而他复合类型都是引用传递。
　　　　值传递————就是把实际对应的对象值传递过去，比如代码中，虽然看上去传递的是num这个变量对象，但实际是传递了100L过去的，就直接是个数字传过去了，方法中的运算和num并没有什么关系。
　　　　引用传递————就是，传递的实际对象的内存地址过去，比如代码中，真的是把list传递过去了，list实际上是一个引用是new ArrayList()这个对象的内存地址。[补充二]。
那么String也是复合类型，为什么也不能赋值成功呢？【注】
　　现在我们走一遍代码：listfunction方法，传进去了list指向的new ArrayList()对象的内存地址，然后再对这段地址的中的第一个单元进行赋值为0，然后递归结束，0对象销毁。
而本身list这个引用就指向new ArrayList()这个对象，再拿出来这个对象第一个单元的值，现象是赋值成功。
　　反例，我们再listfunction方法中加上list = new ArrayList();依然传进来的是list指向的new ArrayList()对象的内存地址，但第一句，改变了list的指向地址，
而且每一次递归调用都是指向了一个新的new ArrayList()对象地址，那么在最后一次赋值成功，其实是给new ArrayList()这个最新的对象的第一个单元地址赋值，递归结束，这些在递归局部内的对象销毁，
list又指向了原来的对象地址，而原来的对象是main方法中的new ArrayList()，所以赋值失败。
　　关于基本类型的赋值：
　　　　java说一切都是对象。随机即使是基本类型在赋值的时候本质上其实是new了一个新的对象，改变引用地址。比如说：
　　　　　　int i = 0；（Integer i = 0;） ==> int  i = new Integer(0);(Integer i = new Integer(0);)
　　　　所以你可能就瞬间懂了，为什么递归中赋值语句 num = i；明明赋值成功了，为什么递归结束后，num还是100L，因为基本类型传递值 i = 0，其实就是 num = new Long(0)，递归结束，new Long(0)销毁。
那么String也是复合类型，为什么也不能赋值成功呢？【注】

[补充一：如果直接用“==”比较，比较范围只能是在Long型范围在Byte范围内，如果超出了Byte类型的范围（-128~127）需要使用equals()或者longValue()比较]
[补充二：声明变量赋值 格式是：类型名称 变量名称 = 对象；，其实本质的理解并不是变量名称等于对象，而是变量名称等于对象所在的内存地址，所以我们也叫这个变量名称为引用。
它并不是对象，只是引用了对象。所以在复合类型传参时，其实传递的是：变量名 = 内存地址，但在基本类型中传参就是值（num = 100L），而不是值对应的内存地址]
【注】：String虽然是复合类型，但string对象和其他对象是不同的，string对象是不能被改变的，内容改变就会产生新对象。也就是每次赋值都是改变变量名所指向的内存地址。
也就是每次String类型赋值时是new除了一个新的对象。比如 String str = “str”; ==>String str = new String("str");,
那么就可以理解成其他的复合类型在赋值的时候其实是 变量名 = 内存地址（这部分是不变的），改变的是这段内存地址里面存放的数据。