Java按值传递和是否存在按引用传递理解

主要转自：https://blog.csdn.net/xiaojinlai123/article/details/88678367?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.compare&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.compare

 首先说下我的感受，这个题目出的很好，但是在 Java 中这个题目是有问题的(在下面我会解释)。并且，有很多结论是 Java 中只有 值传递。我认为这样说不够严谨。当然如果针对 Java 语言本身来讲，Java 中只有 值传递，没有引用传递，是正确的。但是如果针对 值传递，引用传递的定义来说，Java 中还是有引用传递的。下面来分析：

一、值传递、引用传递定义

    在深入分析问题之前，先让初问者简单明白一下什么是值传递，引用传递。我先用 Java 代码解释：

public class StringBase {
 
    public static void main(String[] args) {
        int c = 66; //c 叫做实参
        String d = "hello"; //d 叫做实参
 
        StringBase stringBase = new StringBase();
        stringBase.test5(c, d); // 此处 c 与 d 叫做实参
 
        System.out.println("c的值是：" + c + " --- d的值是：" + d);
    }
    
    public void test5(int a, String b) { // a 与 b 叫做形参
        a = 55;
        b = "no";
    }
}

【运行结果】

 

 

c的值是：66 --- d的值是：hello

可以看出通过方法传递后，int 类型与 String 类型的原值并没有受到前面 test5 方法执行后的影响，还是输出了原值。这种形为通常被说成值传递。如果原值经过 test5 方法后被改变了，这种形为通常被描述为引用传递。

定义

    值传递：指在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中，这样在函数中如果对参数进行修改，将不会影响到实际参数。
    引用传递：是指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数中(的形参)，那么在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。
    引用传递：形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作。(下面文章中 C++ 的定义,我觉得这样说更精简形象一些，所以放了两个定义，其实意思是一样的)

    以上，就是相关的定义，大家对这个定义几乎没有分歧，但是我建议大家，有必要去看看 C++ 中 值传递、引用传递的定义。因为在 C++ 中有三个定义：值传递、引用传递、指针传递，推荐一个地址： C++ 值传递、指针传递、引用传递详解

//引用传递
void change2(int &n) {
    cout << "引用传递--函数操作地址" << &n << endl;
    n++;
}

    我们看上边 C++ 引用传递的代码，使用的 & 操作符。& 操作符在 C++ 中被定义为"引用"，引用在 C++ 中的定义是“引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样”，再看引用其中的一个描述：“声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，它本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元”。因此这引用的概念在 Java 中根本不存在。Java 中哪有给变量起个别名的！！！

    因此说，这个题出的就有问题，在 Java 官方中我一直没有找到明确的证据说“Java 中 值传递、引用传递 的定义”我所看到的全是说 C++ 中关于值传递、引用传递的定义。但是，在 Java 中没有 C++ 里"引用"的概念。Java 里只有对象，new 关键字。这就很尴尬了，拿 C++ 中的定义，来解释 Java，我觉得这就是有问题的。问题就出在了引用传递！！！
    在 C++ 中关于引用传递的定义明确，代码解释清晰。在 C++ 中引用传递，传递的是一个别名，操作别名就跟操作原值一个样。
    然而在 Java 中，没有引用的概念，Java 中只要定义变量就会开辟一个存储单元。因此，对 Java 语言来说只有值传递，没有引用传递是正确的。
    虽然 Java 中没有引用(C++ 中 引用"&")。但是，引用传递的定义，在 Java 中还是有符合条件的。抛开语言中的特性。只针对：值传递、引用传递的定义我们来分析一下，Java 是属于值传递还是引用传递。
    要想知道 Java 是属于值传递还是引用传递，这就要从 Java 内存模型聊起了，我们来看基本数据类型与引用类型在内存中的存储方式。

二、基本数据类型、引用类型

1.基本数据类型、引用类型定义
    基本数据类：Java 中有八种基本数据类型“byte、short、int、long、float、double、char、boolean”
    引用类型：new 创建的实体类、对象、及数组
2.基本数据类型、引用类型在内存中的存储方式
    基本数据类型：存放在栈内存中。用完就消失。
    引用类型：在栈内存中存放引用堆内存的地址，在堆内存中存储类、对象、数组等。当没用引用指向堆内存中的类、对象、数组时，由 GC回收机制不定期自动清理。
3.基本类型、引用类型内存简单说明图

    好，看了基本的内存图，应该能明白 Java 是属于值传递还是引用传递。不明白，也没关系，下面会详细说明，先说引起争议的代码。

三、在 Java 中 值传递 与 引用传递，产生模糊不清的代码

public class TransmitTest {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        String a = "hello"; //String 引用数据类型，调用 pass 方法后 b 的值没有改变，不是 hello
        int b = 1; //int 基本数据类型，调用 pass 方法后 a 的值没有改变,还是 1
 
        User user = new User(); //new Class 引用类型，调用 pass 方法后 name 与 age 的值改变了
        user.setName("main"); // 调用 pass 后，name 为 pass 了
        user.setAge(2); //调用 pass 后，age 为 4 了
 
        pass(user, a, b); //pass 方法调用
 
        System.out.println("main 方法 user 是：" + user.toString());
        System.out.println("main 方法 a 的值是：" + a + " --- b 的值是：" + b);
    }
 
    public static void pass(User user, String a, int b) {
 
        a = "你好";
        b = 3;
 
        user.setName("pass");
        user.setAge(4);
 
        System.out.println("pass 方法 user 是：" + user.toString());
        System.out.println("pass 方法 a 的值是：" + a + " --- b 的值是：" + b);
    }
}
 
class User {
 
    String name;
    int age;
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "name = " + name + " --- age = " + age;
    }
}

 

【运行结果】

pass 方法 user 是：name = pass --- age = 4
pass 方法 a 的值是：你好 --- b 的值是：3
main 方法 user 是：name = pass --- age = 4
 

    main 方法 a 的值是：hello --- b 的值是：1    结果分析，int b，实参是 1，pass 方法调用后，值还是 1 没变，说明基本数据类型是值传递，大家对这个也几乎没争议。
争议的在下边了：
        1.String a 是引用类型，pass 方法调用后，值还是 hello 没变。(结论：好像引用类型也是值传递啊！！！)
        2.new User() 也是引用类型，在方法调用后，值居然变了。原值不应该是 name = main，age = 2 的吗？为什么 name = pass，age = 4 了呢？(结论：引用类型好像是引用传递啊？？？)
    这就奇葩了，String 与 new 创建的类，同为引用类型，为什么产生的结果不一样呢？String 不也是一个类吗？User 不也是一个类吗?
    有人解释说这个代码比喻的不对，应该用如下代码比喻，在 pass 方法中添加一行代码，user = new User()，pass 方法修改如下：

public static void pass(User user, String a, int b) {
 
    a = "你好";
    b = 3;
 
    user = new User();
    user.setName("pass");
    user.setAge(4);
 
    System.out.println("pass 方法 user 是：" + user.toString());
    System.out.println("pass 方法 a 的值是：" + a + " --- b 的值是：" + b);
}

 

【运行结果】
pass 方法 user 是：name = pass --- age = 4
pass 方法 a 的值是：你好 --- b 的值是：3
main 方法 user 是：name = main --- age = 2
main 方法 a 的值是：hello --- b 的值是：1

    这样一来，改变了形参的值，但是实参没有改变。因此有人得出结论，Java 中只有值传递，没有引用传递。(我并不这么认为，原因如下)
    使用 user = new User() 这个代码来做验证，我觉得是符合 String 类型做形参时的验证地，但是，此示例不符合引用传递的验证。
    在验证之前，我们先看下使用 user=new User(); 语句之前与之后的内存模型图，能有助于我们更好的验证结果，同时也有助于更好的理解 Java 内存模型。我们看 TransmitTest 类在 Java 内存模型中的存储图：

图1 pass() 方法中没有使用 user=new User() 语句的内存模型图

    在 图1 中，main() 方法中的 user 类，与 pass() 方法中的 user 类，指向的是同一个堆内存中的 User 类（传参的时候生成一个副本（那种传参的方式都会生成一个副本），但是该副本和user类指向同一块地址空间，这是和按值传递的本质不同），红色虚线是在 main() 方法中初次给 name 属性赋的值"main"。实线部分，是在 pass() 方法中给 name 属性赋的值"pass"。因为在堆内存中只有一个 User 类实体，因此 main() 方法与 pass() 方法中的 user 指向的都是同一个 User 类 0x000031。因此，无论在 main() 方法还是 pass() 方法中，改变其 user 的属性值后，打印 User 类的属性值肯定是一样的，他们用的是一个实体类。

图2 pass() 方法中使用了 user=new User() 语句的内存模型图

    在 图2 中，main() 方法中的 user 类首次加载，堆内存开辟了一个地址为 0x000031 的 User 类实体。当把 main() 方法中的实参 user 传递给 pass() 方法中形参 user 的时候，栈内存在 pass() 方法区中开辟了一个空间，并引用了地址为 0x000031 的 User 类。此时两个方法中的 User 类其实是一个。
    然而当 pass() 方法中的 user=new User()语句执行后，堆内存中新开辟了一个地址为 0x000032 的 User 类，pass() 方法中的 user 从此指向了地址为 0x000032 的 User 类。
    因为 pass() 方法 与 main() 方法中的 user 属性分别指向了不同的 User 类，所以两个方法中的 User 类的属性无论怎么修改，相互都不影响。
    但是，这种操作是不能验证引用传递定义的。因为实参传值给形参后，形参自己改变了地址，这就和引用传递无关了。我们再来用代码验证。
    我们可以使用 C++ 引用传递代码来验证，使用 user = new User() 语句验证引用传递的错误性。
C++ 中引用传递代码：

class User
{
public:
    int age;   // 长度
    string name;  // 宽度
};
 
 
//引用传递
void pass(User &user) {
 
    cout << "引用传递 -- user的地址是：" << &user << endl;
 
    user.age = 2;
    user.name = "你好";
}
 
 
int main() {
 
    User user;
    user.age = 1;
    user.name = "hello";
 
    cout << "实参 -- user的地址是：" << &user << endl;
    pass(user);
    cout << "实参 -- user的值 age=" << user.age << ",name=" << user.name << endl;
 
    system("pause");
    return false;
}

 

【运行结果】
实参 -- user的地址是：00DCF768
引用传递 -- user的地址是：00DCF768
实参 -- user的值 age=2,name=你好

    在 C++ 中，引用传递的实参与形参地址一致，在引用的方法中，使用的就是实参的地址。当修改形参值后，实参值也跟着变。现在我们按照 user=new User(); 的方法改变一下引用方法 pass 如下：

//引用传递
void pass(User &user) {
 
    cout << "引用传递 -- user的地址是：" << &user << endl;
 
    User user2 = user; //相当于 Java 中的 user=new User();
    cout << "引用传递 -- user2的地址是：" << &user2 << endl;
 
    user2.age = 2;
    user2.name = "你好";
}

【运行结果】
实参 -- user的地址是：00CFFACC
引用传递 -- user的地址是：00CFFACC
引用传递 -- user2的地址是：00CFF9AC
实参 -- user的值 age=1,name=hello

    我们看，改变引用传递中形参 user 的地址后(后期改变的地址，这跟引用传递，值传递还有什么关系？)，再修改形参 user 的值，实参没有任何变化。这就破坏了引用传递的场景，因此不能使用 user=new User(); 语句来验证引用传递的定义。

    排除了其他异议，我们再来分析 Java 中有没有引用传递。

先把引用传递的定义放上：

    引用传递：是指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数中(的形参)，那么在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。
    引用传递：形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作。

    经过上面的长篇大论，我想这时候你应该能明白了。在对引用类型做方法传递的时候，是不是先把实参的地址给形参的？之后对形参的操作是，是不是相当于操作实参？最后有没有影响到实际参数？
答案肯定都是有的。

定义关键1：是指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数中(给形参了)
    证明：Java 在进行方法调用传递引用类型参数的时候，就是先给形参一个与实参相同的地址的(此处与 C++ 的不同之处是，C++ 是别名，没有在内存中给形参开辟空间，而 Java 给形参开辟了一个栈内存空间，存放与实参相同的引用地址。但是这与引用传递的定义不违背啊！！！定义可没说形参是否有开辟空间的概念)。

定义关键2：在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。
    证明：Java 在进行方法调用传递引用类型参数后，修改形参的内容后，就是影响了实参的值。

四、String 与包装类的特殊分析

    好了，解决了实例对象，我们再来说 String 与包装类，为什么 String 与包装类作为引用类型，却有值传递的功能，居然没有影响到实参！

原因如下：
    我们都知道。String 类型及其他七个包装类，是一群特殊群体。当使用 String a = "hello"; 语句时，相当于执行了 String a = new String("hello")。然而在 Java 中每一次 new 都是一次对象的创建。如果你创建的对象在堆中不存在，便会创建一个，如果是新创建的对象，那么地址都会变的，后期改变的地址，这跟引用传递，值传递还有什么关系？

    其实 String 型方法参数传值的过程，可以用以下代码来解释，我们先看 String 类型的还原：

String a = "hello"; //a 相当于实参
String a1 = a; //a1 就相当于形参
a1 = "你好";
System.out.println("a是：" + a + " --- a1是：" + a1);

 

【运行结果】

a是：hello --- a1是：你好

逐步还原解释：
    String a = "hello"; 在 String 池中检查并创建一个常量："hello"，给 a 分配一个栈内存，在此存储常量 hello 的地址。
    String a1 = a; 给 a1 分配一个栈内存，在此存储常量 hello 的地址。相当于 a 把自己持有的地址，复制给了 a1。

内存图如下

    a1 = "你好"; 等同于 a1 = new String("你好")(a1指向了新的地址和a的指向的地址不一样了)。在 String 池中检查是否有 "你好" 的常量。如果有，将 a1 的地址指向 "你好" 的地址。如果 String 池中没有 "你好" 常量，在堆内存中创建 "你好" 常量，并将 a1 地址指向 "你好"。

内存图如下

    总结如下：String 类型，在进行方法传参的时候，是先将实参地址，赋值给形参(形参在栈内存中确实新开辟了一个新的内存空间，用于存储地址)。但是当再次给 String 类型的形参赋值(与实参内容不一样的值时)，形参地址变了，这就和引用传递无关了。我们可以用 C++ 代码中的引用传递，来验证 String 型的这一特殊情况，代码如下：

//引用传递
void pass(string &a, int &b) {
 
    cout << "引用传递 -- a的地址是：" << &a << " --- b的地址是：" << &b << endl;
    cout << "引用传递 -- a的值是：" << a << " --- b的值是：" << b << endl;
 
    string c = a; // 相当于 java 中的 new String
    int e = b;
 
    cout << "引用传递 -- c的地址是：" << &c << " --- e的地址是：" << &e << endl;
    cout << "引用传递 -- c的值是：" << c << " --- e的值是：" << e << endl;
 
    c = "你好"; //在引用传递中改变形参地址后做修改操作，不影响实参
    e = 2; //在引用传递中改变形参地址后做修改操作，不影响实参
}
 
int main() {
    string a = "hello";
    int b = 1;
 
    cout << "实参 -- a的地址是：" << &a << " --- b的地址是：" << &b << endl;
 
    pass(a, b);
 
    cout << "实参 -- a的值是：" << a << " --- b的值是：" << b << endl;
 
    system("pause");
    return false;
}

 

【运行结果】
实参 -- a的地址是：00CFF9CC --- b的地址是：00CFF9C0
引用传递 -- a的地址是：00CFF9CC --- b的地址是：00CFF9C0
引用传递 -- a的值是：hello --- b的值是：1
引用传递 -- c的地址是：00CFF8A0 --- e的地址是：00CFF894
引用传递 -- c的值是：hello --- e的值是：1
实参 -- a的值是：hello --- b的值是：1

    我们看，在 C++ 中的引用传递方法中，改变形参的地址后做修改操作，照样不影响实参的值，这就破坏了引用传递的本质，不能这样比喻。

    因此，String 与其他包装类，在做形参的时候，由于他们在赋不同于实参的值时，改变了形参的地址，因此使引用传递，看起来像值传递，其实本质还是引用传递。integer等引用数据类型一样

 

 

 

五、总结

1.这个题目出的不严谨，但是很好(因为涉及了 Java 内存模型)
2.就 Java 语言本身来说，只有值传递，没有引用传递。
3.根据 值传递，引用传递的定义来说：
        Java 中的基本类型，属于值传递。
        Java 中的引用类型，属于引用传递。
        Java 中的 String 及包装类，属于特殊群体，作为形参时，由于每次赋值都相当于重新创建了对象，因此看起来像值传递，但是其特性已经破坏了，值传递、引用传递的定义。因此他们属于引用传递的定义，却表现为值传递。

 　无论基本数据类型还是引用数据类型作为形参传递的时候都会产生一个副本，基本数据类型的地址和副本的地址都在栈空间里面，所以各不影响，引用数据类型和其副本变量在都栈里面，都指向同一块堆空间里面的值，

因此副本值的改变影响原数据的值，但是string和包装类这些引用数据类型当赋新值的时候，新值都会在堆空间里面new出一块新的地址空间(除非这个值已经存在，不是新的值)，因此副本和原数据指向的地址不一致，这样就互不影响，看起来和

值传递一样了。