【Java】以数组为例简单理解引用类型变量

简介: 【Java】以数组为例简单理解引用类型变量

我们首先要知道内存是一段连续的存储空间,主要用来存储程序运行时数据的,如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储,那对内存管理起来将会非常麻烦,就像一个杂乱的房间,你如果想在这个房间里找一个东西的话,找起来就会非常麻烦。但如果是一个非常整洁的房间,里面东西的摆放都十分有序,那找一个东西就会容易很多。


所以JVM也对所使用的内存按照功能的不同进行了划分:比如栈,堆,方法区,程序计数器等等。现在我们只简单关心虚拟机栈这两块空间,后序JVM中还会更详细介绍。


虚拟机栈(JVM Stack): 与方法调用相关的一些信息,每个方法在执行时,都会先创建一个栈帧,栈帧中包含 有:局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息,保存的都是与方法执行时相关的一 些信息。比如:局部变量,也就是说,局部变量是存储在上的,当方法运行结束后,栈帧就被销毁了,即栈帧中保存的数据也被销毁了。


堆(Heap): JVM所管理的最大内存区域. 使用 new 创建的对象都是在堆上保存 (例如数组中new int[]{1, 2, 3} ),堆是随着程序开始运行时而创建,随着程序的退出而销毁,堆中的数据只要还有在使用,就不会被销毁。


基本数据类型创建的变量,称为基本变量,该变量空间中直接存放的是其所对应的值; 而引用数据类型创建的变量,一般称为对象的引用,其空间中存储的是对象所在空间的地址。比如下面这段代码:



number和arr,都是函数内部的变量,因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配,但使用 new 创建的对象都是在堆上保存,array是数组类型的引用变量,其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。(假设地址为0x11)



从上图可以看出来,引用变量并不直接存储对象本身,可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该 地址,引用变量便可以去操作对象。有点类似C语言中的指针,但是Java中引用要比指针的操作更简单。


(这里插一句题外话,我们在学习C语言的时候说指针初始化是Null,Java中null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操 作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException,在这里也类似:


在这里arr2和a都是局部变量, 可以看到报错了,所以在Java中局部变量必须赋初值。


     这段代码的意思是,arr2这个引用指向任何对象,这样就不会报错了。)


但是这里还是要注意一个问题:


当arr2为空的时候,我们是不能进行操作的,否则就会发生异常,上端代码就是错误的,就会发生异常:

这个异常叫做空指针异常,所以空指针异常的原因是使用了一个值为null的引用。

接下来我们用几道代码题目来感受一下引用类型的变量;

1.

public class newTest {
   public static void main(String[] args) {
       int[] arr1={1,2,3,4};
       arr1[0]=99;
 
       int[] arr2=arr1;
       arr2[0]=100;
 
       System.out.println(Arrays.toString(arr1));
       System.out.println(Arrays.toString(arr2));
 
 
    }
}

求输出结果?

答案为:

我们来看一下这道题目:

这道题其实arr1和arr2都是一样的值,因为这两个引用都指向的同一个对象。

2.

public class newTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1={1,2,3,4};    //第一步
        int[] arr2={11,22,33,44};   //第二步
        arr1=arr2;                  //第三步
        arr1[0]=1888;
 
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));
 
 
    }
}

求输出结果?

结果为:

 

为什么要再做一道题呢,这一道题和上一道有点区别。这道题是两个引用同时指向了一个对象。

一开始是这样的:

执行完第三步之后就变成了这样:

0x11这个对象没人引用他了,这个地方的地址就被系统回收了

在idea里这个地方变成了灰色,说明这个地方没人用了。

3.

数组作为函数的参数的一道题目:

public class newTest {
    public  static void func1(int[] array){
        array=new int[]{15,16,17};  //第一
 
    }
    public  static void func2(int[] array){
        array[0]=999;  //第二
 
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1={1,2,3,4};
        func1(arr1);
        //func2(arr1); 
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
    }
}


这里我们定义了两个方法进行数组的某些操作,分别调用这两个方法后输出数组中的内容。


调用fun1时,输出:



调用func2时,输出:



在fun1函数时候,刚进入函数时是这样的:


执行完第一时是这样的:



所以形参根本操作不了这个数组,只是改变了形参的指向,原数组还是原来的值。


在fun2函数的时候,刚进入函数是这样的:



执行完第二后,此时我们通过这个引用就修改了arr1[0]这个地方的值。

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