Java字符串可以引用傳遞嗎?

對于絕大多數(shù)的初級程序員或者說不重視“內功”的老鳥來說,往往停留在“知其然不知其所以然”的層面上——會用,略知一二,但要求他把問題說清楚的時候,就只能撓撓頭雙手一攤一張問號臉了。

好了,讓我們來步入正題。先來看一段有趣但令人困惑的代碼片段吧。

public static void main(String[] args) {  
  String x = new String("沉默王二");  
  change(x);   
  System.out.println(x);
}
public static void change(String x) {   
   x = "沉默王三";
}

從代碼的字面邏輯來看,程序應該輸出“沉默王三”,但事與愿違,程序輸出的結果卻是“沉默王二”。change() 方法做的是無用功,因為 String 是值傳遞而不是引用傳遞。引用傳遞可以在被調用的方法中對實參進行修改,但值傳遞卻不可以。為什么呢?

x 存儲的是一個引用,該引用指向內存中的“沉默王二”字符串對象。當我們把 x 作為參數(shù)傳遞給 change() 方法時,x 仍然指向的是內存中“沉默王二”字符串,就像下面這幅圖表達的意思一樣。

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那么問題來了。正因為 Java 是值傳遞,x 的值是“沉默王二”的引用。那么當 change() 方法被調用的時候,x 不是剛好指向了內存中新創(chuàng)建的字符串對象“沉默王三”了嗎?就像下面這幅圖表達的意思那樣。

image.png

哦,看起來是一個很完美的解釋,對吧?但這樣的解釋存在一些問題。

當字符串“沉默王二”被創(chuàng)建的時候,Java 會在內存中申請一小段空間,用來存儲這個字符串對象。然后呢,把對象的引用指向了變量 x,也就是說,變量 x 實際上存儲的是對象的引用(對象在內存中存儲的地址)。

我相信大家對上面這一點(對象和對象引用)已經(jīng)完全理解了。

關鍵的點來了。當變量 x 作為參數(shù)(實參)傳遞給 change() 方法時,實際上傳遞的是 x 的一個拷貝(形參)。在 change() 方法中,形參 x 起先引用的也是“沉默王二”這個對象,當執(zhí)行 x = "沉默王三" 的時候,會在內存中創(chuàng)建新的字符串“沉默王三”,然后形參 x 不再引用“沉默王二”這個對象了,改為引用“沉默王三”這個對象了。但實參 x 呢?并沒有發(fā)生任何的改變!就像下面這幅圖一樣。

image.png

假如我們真的需要改變字符串呢?那就不能使用 String 類了,最好使用 StringBuilder,來擼一串代碼吧。

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder x = new StringBuilder("沉默王二");   
    change(x);  
    System.out.println(x);}
public static void change(StringBuilder x) {  
    x.delete(3,4).append("三");
}

上述代碼會輸出“沉默王三”,但假如我們使用 new 關鍵字重新對形參 x 進行賦值,就無濟于事。

public static void main(String[] args) {   
   StringBuilder x = new StringBuilder("沉默王二");   
   change(x); 
   System.out.println(x);
}
public static void change(StringBuilder x) {   
   x = new StringBuilder("沉默王三");
}

程序輸出的結果仍然是“沉默王二”,原因其實和 String 一樣,change() 方法在內存中創(chuàng)建了新的字符串“沉默王三”,然后形參 x 不再引用“沉默王二”這個對象,改為引用“沉默王三”這個對象了。但實參 x 并沒有任何改變。

看到這,有些讀者可能更疑惑了。x = new StringBuilder("沉默王三") 不可以改變實參,而 x.delete(3,4).append("三") 卻可以,為什么?為什么?為什么?為什么呢?

不要著急,我們來分析一下 delete() 方法的源碼。

public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {  
  int len = end - start;  
  if (len > 0) {   
     System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);  
      count -= len;  
   }   
  return this;
}

其中 value 是一個字符數(shù)組,用來存儲字符序列;count 用來表示字符序列中實際有效的字符數(shù)量。

count -= len 執(zhí)行之前,value 的字符內容為“沉默王二”,count 為 4。我是怎么知道的呢?通過 IDEA 的 debug 視圖,截圖為證。

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count -= len 執(zhí)行之后,value 的字符內容仍然為“沉默王二”,但 count 變成了 3。

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當鼠標停留在 this 上時,此時的字符內容為“沉默王”,也就意味著 x 當前的字符內容為“沉默王”。同樣的,當我們在 append() 方法上進行 debug 的時候,也可以觀察到字符串發(fā)生變化的細節(jié)。

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append() 方法執(zhí)行結束后,此時形參 x 的字符內容為“沉默王三”。

image.png

change() 方法執(zhí)行完后,此時實參 x 的字符內容為“沉默王三”。

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通過上面的源碼分析,大家應該會發(fā)現(xiàn)另外一個事實:x 對象始終是“StringBuilder@512”,這意味著什么呢?一圖勝千言,畫個圖大家一看就明白了。

image.png

由于形參 x 和實參 x 引用的都是同一個對象,那么 change() 方法執(zhí)行結束后,實參 x 的字符內容自然也就發(fā)生了變化。

綜上所述:Java 字符串不是引用傳遞而是值傳遞;更進一步的說,Java 只有值傳遞,沒有引用傳遞。

作者:沉默王二
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來源:掘金
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