1.Java中没有指针?
有些没学过c的朋友可能还不知道什么指针。
指针(Pointer)是编程语言中的一个对象,利用地址,它的值直接指向(Pointed to)存在电脑存储器中另一个地方的值。也就是通过地址可以找到所需的变量单元,可以说,地址指向该变量单元。
那么Java中有没有指针呢?
有些初学Java的小伙伴可能会说:“Java中哪里有指针呢?我见都没见过”。
确实,Java中没有指针的概念,但是学过c语言的小伙伴很快就会有新的疑惑——“如果Java不存在指针的话,那么是如何实现复杂的数据结构?”
事实上,Java可以说处处存在指针!
JAVA中的对象类型本质上应该叫做 对象指针 类型。那么传统的对象类型呢?在JAVA里已经不见了踪影! 既然没有了传统的对象类型,那么对象指针变量 前面的也就可以不要了。对象指针变量也就可以简称为对象变量了, 反正也不会和其它概念混淆!
所有的对象变量都是指针,没有非指针的对象变量,想不用指针都不行,这就是指针的泛化和强化。
不叫指针了,就叫对象变量,这就是概念上的淡化和弱化。 没有了指针的加减运算,也没有了*、->等运算符,这是对指针的简单化。
虽然没有指针的名但有指针的实。
2.指针?引用?
但你要是仔细一想,这里的指针似乎跟c语言中的指针又有所区别。
在C++的对象指针里面,出现的指针运算符主要有以下几个:*,->。
运算符*是返回指针所指向的对象,而->是返回指针所指向对象的数据成员或方法成员。由于不存在对象变量,而是通过指针来访问对象的,因此Java中不需要提供*运算符,这是Java优化了C++的一个指针问题。对于->运行符,Java的指针是提供的,不过是采用.运算符的方式提供,看起来与C++中对象变量的.运算符一样,其实意义是有不一样的地方。
如:
String s = new String(“abc”); s.indexOf(“a”);
与下面C++代码等价的
String *s = new String(“abc”); s->indexOf(“a”);
总的来看主要有以下三点区别:
C++中的指针是可以参与和整数的加减运算的,当一个指对指向一个对象数组时,可以通过自增操作符访问该数组的所有元素;并且两个指针能进行减运算,表示两个指表所指向内存的“距离”。而Java的指针是不能参与整数运算和减法运算的。
C++中的指针是通过new运算或对象变量取地址再进行赋值而初始化的,可以指向堆中或栈中的内存空间。Java同样是类似的,通new运算得到初始化。Java中指针只能是指向堆中的对象,对象只能生存在堆中。C语言是可以通过远指针来指向任意内存的地址,因而可以该问任意内存地址(可能会造成非法访存);Java中的指针向的内存是由JVM来分配的中,由于new运算来实现,不能随所欲为地指向任意内存。
C++中通过delete和delete[] 运算符进行释放堆中创建的对象。如果对象生存周期完结束,但没有进行内存释放,会出现内存泄露现象。在Java中,程序员不用显式地释放对象,垃圾回收器会管理对象的释放问题,不用程序员担心。Java使用了垃圾回收机制使得程序不用再管理复杂的内存机制,使软件出现内存泄露的情况减少到最低。
对于这个问题,在Tinking in Java中是这样描述的:
Java 利用万物皆对象的思想和单一一致的语法方式来简化问题。虽万物皆可为对象,但我们所操纵的标识符实际上只是对对象的“引用” [^1]。
“名字代表什么?玫瑰即使不叫玫瑰,也依旧芬芳”。(引用自 莎士比亚,《罗密欧与朱丽叶》)。
所有的编程语言都会操纵内存中的元素。有时程序员必须要有意识地直接或间接地操纵它们。在 C/C++ 中,对象的操纵是通过指针来完成的。
Java 利用万物皆对象的思想和单一一致的语法方式来简化问题。虽万物皆可为对象,但我们所操纵的标识符实际上只是对对象的“引用” [^1]。 举例:我们可以用遥控器(引用)去操纵电视(对象)。只要拥有对象的“引用”,就可以操纵该“对象”。换句话说,我们无需直接接触电视,就可通过遥控器(引用)自由地控制电视(对象)的频道和音量。此外,没有电视,遥控器也可以单独存在。就是说,你仅仅有一个“引用”并不意味着你必然有一个与之关联的“对象”。
下面来创建一个 String 引用,用于保存单词或语句。代码示例:
String s;
这里我们只是创建了一个 String 对象的引用,而非对象。直接拿来使用会出现错误:因为此时你并没有给变量 s 赋值–指向任何对象。通常更安全的做法是:创建一个引用的同时进行初始化。代码示例:
String s = “asdf”;
Java 语法允许我们使用带双引号的文本内容来初始化字符串。同样,其他类型的对象也有相应的初始化方式。
这么看来如果用引用这个词描述更加准确,并且官方也是这样来描述。
[^1]: 这里可能有争议。有人说这是一个指针,但这假定了一个潜在的实现。此外,Java 引用的语法更类似于 C++ 引用而非指针。在《Thinking in Java》 的第 1 版中,我发明了一个新术语叫“句柄”(handle),因为 C++ 引用和Java引用有一些重要的区别。作为一个从 C++ 的过来人,我不想混淆 Java 可能的最大受众 —— C++ 程序员。在《Thinking in Java》的第 2 版中,我认为“引用”(reference)是更常用的术语,从 C++ 转过来的人除了引用的术语之外,还有很多东西需要处理,所以他们不妨双脚都跳进去。但是,也有些人甚至不同意“引用”。在某书中我读到一个观点:Java 支持引用传递的说法是完全错误的,因为 Java 对象标识符(根据该作者)实际上是“对象引用”(object references),并且一切都是值传递。所以你不是通过引用传递,而是“通过值传递对象引用。人们可以质疑我的这种解释的准确性,但我认为我的方法简化了对概念的理解而又没对语言造成伤害(嗯,语言专家可能会说我骗你,但我会说我只是对此进行了适当的抽象。)
但我更倾向于另一个解释:
Java中的引用与C++中的引用是不同的,并且Java中的引用更像C++中的指针。因此,可以认为Java中的引用就是指针,是一种限制的指针,不能参与整数运行和指向任意位置的内存,并且不用显示回收对象。除了Java外,就本文开头提到的C#以及VB.NET中出现的引用,都类似于C++中的指针。Java中的采用引用的说法,其实是想程序员忘记指针所带来的痛苦;Java的引用比C++中的指针好用得多了,也容易管理,同时提供内存管理机制,让大家用得安心,写得放心而已。
Java中的引用就是一种有限制的指针!