彻底理解Java对象与引用

简介:

彻底理解Java对象与引用

本文是最近在复习Java的时候读到的来自iteye博客的一篇文章,个人觉得写的很好,但貌似楼主许久没有维护该博客,害怕将来想回顾的时候找不到此文章,故在此重写文章,并修改了一些排版,有助于以后的学习查阅。

一、关于对象与引用之间的一些基本概念
为便于说明,先定义一个类:

class Vehicle {

int passengers;

int fuelcap;

int mpg;

}
有了这个类,就可以用它来创建对象:Vehicle veh1 = new Vehicle(),通常把这条语句的动作称之为创建一个对象,其实,它包含了四个动作:

右边的new Vehicle,是以Vehicle类为模板,在堆空间里创建一个Vehicle类对象(也简称为Vehicle对象)
末尾的()意味着,在对象创建后,立即调用Vehicle类的构造函数,对刚生成的对象进行初始化。构造函数是肯定有的。如果你没写,Java会给你补上一个默认的构造函数
左边的Vehicle veh1创建了一个Vehicle类引用变量。所谓Vehicle类引用,就是以后可以用来指向Vehicle对象的对象引用
=操作符使对象引用指向刚创建的那个Vehicle对象
我们可以把这条语句拆成两部分:

Vehicle veh1;
veh1 = new Vehicle();
效果是一样的。这样写,就比较清楚了,有两个实体:一是对象引用变量,一是对象本身。

在堆空间里创建的实体,与在数据段以及栈空间里创建的实体不同。尽管它们也是确确实实存在的实体,但是,我们看不见,也摸不着。不仅如此,

我们仔细研究一下第二句,找找刚创建的对象叫什么名字?有人说,它叫“Vehicle”。不对,“Vehicle”是类(对象的创建模板)的名字。

一个Vehicle类可以据此创建出无数个对象,这些对象不可能全叫“Vehicle”。

对象连名都没有,没法直接访问它。我们只能通过对象引用来间接访问对象。

为了形象地说明对象、引用及它们之间的关系,可以做一个或许不很妥当的比喻。对象好比是一只很大的气球,大到我们抓不住它。引用变量是一根绳, 可以用来系汽球。

如果只执行了第一条语句,还没执行第二条,此时创建的引用变量veh1还没指向任何一个对象,它的值是null。引用变量可以指向某个对象,或者为null。

它是一根绳,一根还没有系上任何一个汽球的绳。执行了第二句后,一只新汽球做出来了,并被系在veh1这根绳上。我们抓住这根绳,就等于抓住了那只汽球。

再来一句:

​ Vehicle veh2;

就又做了一根绳,还没系上汽球。如果再加一句:

​ veh2 = veh1;

系上了。这里发生了复制行为。但是,要说明的是,对象本身并没有被复制,被复制的只是对象引用。结果是,veh2也指向了veh1所指向的对象。两根绳系的是同一只汽球。

如果用下句再创建一个对象:

​ veh2 = new Vehicle();

则引用变量veh2改指向第二个对象。

从以上叙述再推演下去,我们可以获得以下结论:

一个对象引用可以指向0个或1个对象(一根绳子可以不系汽球,也可以系一个汽球)
一个对象可以有N个引用指向它(可以有N条绳子系住一个汽球)
如果再来下面语句:

​ veh1 = veh2;

按上面的推断,veh1也指向了第二个对象。这个没问题。问题是第一个对象呢?没有一条绳子系住它,它飞了。多数书里说,它被Java的垃圾回收机制回收了。

这不确切。正确地说,它已成为垃圾回收机制的处理对象。至于什么时候真正被回收,那要看垃圾回收机制的心情了。

由此看来,下面的语句应该不合法吧?至少是没用的吧?

​ new Vehicle();

不对。它是合法的,而且可用的。譬如,如果我们仅仅为了打印而生成一个对象,就不需要用引用变量来系住它。最常见的就是打印字符串:

​ System.out.println(“I am Java!”);

字符串对象“I am Java!”在打印后即被丢弃。有人把这种对象称之为临时对象。

对象与引用的关系将持续到对象回收。

二、Java对象及引用
Java对象及引用是容易混淆却又必须掌握的基础知识,本章阐述Java对象和引用的概念,以及与其密切相关的参数传递。

先看下面的程序:

StringBuffer s;
s = new StringBuffer("Hello World!");
第一个语句仅为引用(reference)分配了空间,而第二个语句则通过调用类(StringBuffer)的构造函数StringBuffer(String str)为类生成了一个实例(或称为对象)。这两个操作被完成后,对象的内容则可通过s进行访问——在Java里都是通过引用来操纵对象的。

Java对象和引用的关系可以说是互相关联,却又彼此独立。彼此独立主要表现在:引用是可以改变的,它可以指向别的对象,譬如上面的s,你可以给它另外的对象,如:

​ s = new StringBuffer("Java");

这样一来,s就和它指向的第一个对象脱离关系。

从存储空间上来说,对象和引用也是独立的,它们存储在不同的地方,对象一般存储在堆中,而引用存储在速度更快的堆栈中。

引用可以指向不同的对象,对象也可以被多个引用操纵,如:

​ StringBuffer s1 = s;

这条语句使得s1和s指向同一个对象。既然两个引用指向同一个对象,那么不管使用哪个引用操纵对象,对象的内容都发生改变,并且只有一份,通过s1和s得到的内容自然也一样,(String除外,因为String始终不变,String s1=”AAAA”; String s=s1,操作s,s1由于始终不变,所以为s另外开辟了空间来存储s)如下面的程序:

StringBuffer s;

s = new StringBuffer("Java");

StringBuffer s1 = s;

s1.append(" World");

//打印结果为:s1=Java World
System.out.println("s1=" + s1.toString());

//打印结果为:s=Java World
System.out.println("s=" + s.toString());
上面的程序表明,s1和s打印出来的内容是一样的,这样的结果看起来让人非常疑惑,但是仔细想想,s1和s只是两个引用,它们只是操纵杆而已,它们指向同一个对象,操纵的也是同一个对象,通过它们得到的是同一个对象的内容。这就像汽车的刹车和油门,它们操纵的都是车速,假如汽车开始的速度是80,然后你踩了一次油门,汽车加速了,假如车速升到了120,然后你踩一下刹车,此时车速是从120开始下降的,假如下降到60,再踩一次油门,车速则从60开始上升,而不是从第一次踩油门后的120开始。也就是说车速同时受油门和刹车影响,它们的影响是累积起来的,而不是各自独立(除非刹车和油门不在一辆车上)。所以,在上面的程序中,不管使用s1还是s操纵对象,它们对对象的影响也是累积起来的(更多的引用同理)。

三、只有理解了对象和引用的关系,才能理解参数传递
一般面试题中都会考Java传参的问题,并且它的标准答案是Java只有一种参数传递方式:那就是按值传递,即Java中传递任何东西都是传值。如果传入方法的是基本类型的东西,你就得到此基本类型的一份拷贝。如果是传递引用,就得到引用的拷贝。

一般来说,对于基本类型的传递,我们很容易理解,而对于对象,总让人感觉是按引用传递,看下面的程序:

public class ObjectRef {

//基本类型的参数传递  
public static void testBasicType(int m) {  
    System.out.println("m=" + m);//m=50  
    m = 100;  
    System.out.println("m=" + m);//m=100  
}     

//参数为对象,不改变引用的值 ??????  
public static void add(StringBuffer s) {  
    s.append("_add");  
}   

//参数为对象,改变引用的值 ?????  
public static void changeRef(StringBuffer s) {  
    s = new StringBuffer("Java"); 
}  
   
public static void main(String[] args) {  
    int i = 50;  
    testBasicType(i);  
    System.out.println(i);//i=50  
    StringBuffer sMain = new StringBuffer("init");  
    System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init  
    add(sMain);  
    System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init_add  
    changeRef(sMain);  
    System.out.println("sMain=" + sMain.toString());//sMain=init_add   
}   

}
以上程序的允许结果显示出,testBasicType方法的参数是基本类型,尽管参数m的值发生改变,但并不影响i。

add方法的参数是一个对象,当把sMain传给参数s时,s得到的是sMain的拷贝,所以s和sMain指向同一个对象,因此,使用s操作影响的其实就是sMain指向的对象,故调用add方法后,sMain指向的对象的内容发生了改变。

在changeRef方法中,参数也是对象,当把sMain传给参数s时,s得到的是sMain的拷贝,但与add方法不同的是,在方法体内改变了s指向的对象(也就是s指向了别的对象,牵着气球的绳子换气球了),给s重新赋值后,s与sMain已经毫无关联,它和sMain指向了不同的对象,所以不管对s做什么操作,都不会影响sMain指向的对象,故调用changeRef方法前后sMain指向的对象内容并未发生改变。

对于add方法的调用结果,可能很多人会有这种感觉:这不明明是按引用传递吗?对于这种问题,还是套用Bruce Eckel的话:这依赖于你如何看待引用,最终你会明白,这个争论并没那么重要。真正重要的是,你要理解,传引用使得(调用者的)对象的修改变得不可预期。

public class Test {

public int i, j;

public void test_m(Test a) {
Test b = new Test();
b.i = 1;
b.j = 2;
a = b;
}

public void test_m1(Test a) {
a.i = 1;
a.j = 2;
}

public static void main(String argv[]) {
Test t = new Test();
t.i = 5;
t.j = 6;
System.out.println("t.i=" + t.i + "  t.j=" + t.j); // 5,6
t.test_m(t);
System.out.println("t.i=" + t.i + "  t.j=" + t.j); // 5,6,a和t都指向了一个对象,而在test_m中s又指向了另一个对象,所以对象t不变!!!
t.test_m1(t);
System.out.println("t.i=" + t.i + "  t.j=" + t.j); // 1,2
}

}
答案只有一个:Java里都是按值传递参数。而实际上,我们要明白,当参数是对象时,传引用会发生什么状况(就像上面的add方法)?

总结:
如下表达式:
A a1 = new A();
它代表A是类,a1是引用,a1不是对象,new A()才是对象,a1引用指向new A()这个对象。

在JAVA里,“=”不能被看成是一个赋值语句,它不是在把一个对象赋给另外一个对象,它的执行过程实质上是将右边对象的地址传给了左边的引用,使得左边的引用指向了右边的对象。Java表面上看起来没有指针,但它的引用其实质就是一个指针,引用里面存放的并不是对象,而是该对象的地址,使得该引用指向了对象。在Java里,“=”语句不应该被翻译成赋值语句,因为它所执行的确实不是一个赋值的过程,而是一个传地址的过程,被译成赋值语句会造成很多误解,译得不准确。

再如:
A a2;
它代表A是类,a2是引用,a2不是对象,a2所指向的对象为空null;

再如:
a2 = a1;
它代表,a2是引用,a1也是引用,a1所指向的对象的地址传给了a2(传址),使得a2和a1指向了同一对象。

综上所述,可以简单的记为,在初始化时,“=”语句左边的是引用,右边new出来的是对象。
在后面的左右都是引用的“=”语句时,左右的引用同时指向了右边引用所指向的对象。

再所谓实例,其实就是对象的同义词。

原文地址https://www.cnblogs.com/flyingrun/p/12705347.html

相关文章
|
1天前
|
安全 Java 数据安全/隐私保护
Java 封装:对象的“面纱”下,隐藏着怎样的世界?
【6月更文挑战第15天】Java封装是对象的隐私保护,它隐藏类的内部细节并设定访问接口。`Person`类展示了如何用`private`字段和公共getter/setter方法实现封装,确保数据安全性和代码可维护性。例如,`BankAccount`类封装了余额,只允许通过`deposit`、`withdraw`和`getBalance`方法操作。封装减少了外部干扰,增强安全性,提高可扩展性,是Java面向对象编程的核心原则之一。
|
1天前
|
安全 Java 数据安全/隐私保护
揭秘 Java 的“心灵封印术”:如何巧妙隐藏对象的小秘密?
【6月更文挑战第15天】Java的封装是面向对象的核心,它隐藏对象内部细节,只暴露必要的接口。比如`Student`类中,私有属性`name`和`age`通过公共方法访问,保证数据安全。同样,`BankAccount`类封装`balance`,仅允许通过`deposit`、`withdraw`和`getBalance`操作,防止数据误改。封装使代码更健壮、易维护,是编程的强力工具。
|
1天前
|
Java 开发者
Java 面向对象编程实战:从类定义到对象应用,让你成为高手!
【6月更文挑战第15天】在Java中,掌握面向对象编程至关重要。通过创建`Book`类,展示了属性如`title`和`author`,以及构造方法和getter方法。实例化对象如`book1`和`book2`,并访问其属性。进一步扩展类,添加`pages`和`calculateReadingTime`方法,显示了类的可扩展性。在更大规模的项目中,如电商系统,可以定义`Product`、`User`和`Order`类,利用对象表示实体和它们的交互。实践是精通Java OOP的关键,不断学习和应用以提升技能。
|
1天前
|
Java 开发者
为什么 Java 的类和对象如此重要?看完这篇你就懂了!
【6月更文挑战第15天】在Java中,类和对象是核心概念。类作为蓝图定义数据(如角色的名称和健康值)和行为(如`takeDamage`方法),而对象是类的实例,允许交互(如战士受伤)。通过继承,如`Circle`和`Rectangle`扩展`Shape`类,实现多态性,增强代码灵活性。类和对象促进代码组织、复用和可维护性,是高效软件开发的基础。
|
1天前
|
设计模式 Java
一文掌握 Java 面向对象精髓:从类定义到对象实战
【6月更文挑战第15天】Java面向对象编程初学者指南:类是对象模板,如`Person`类含`name`和`age`属性。创建对象用`new`,如`Person person = new Person()`。访问属性如`person.name="Alice"`,调用方法如`person.sayHello()`。类能继承,如`Student extends Person`。对象间共享数据可传参或共用引用。多态性允许父类引用调用子类方法。注意对象生命周期和内存管理,避免内存泄漏。通过实践和理解这些基础,提升编程技能。
|
1天前
|
安全 Java
Java 对象创建与使用:你真的会用吗?
【6月更文挑战第15天】在Java中,对象创建涉及`new`关键字和构造器,用于初始化。使用对象时注重属性和方法的访问,遵循命名规范。关注对象生命周期,避免过度创建,如在循环内,以减少内存消耗和提高性能。还要考虑线程安全,尤其在多线程环境下,确保正确同步以防止数据不一致。通过优化对象的创建与使用,提升代码效率和可靠性。
|
1天前
|
Java
别再被 Java 类和对象绕晕了!一篇文章让你秒懂!
【6月更文挑战第15天】Java中的类是对象的模板,定义属性(如姓名、年龄)和行为(如走路、说话)。对象是类的实例,有自己的属性值。例如,`Person`类可创建`Person`对象,赋予属性值并调用方法。同样,`Car`类可创建不同品牌的汽车对象,每个对象能加速或刹车。理解类与对象的关系是Java面向对象编程的基础。
|
1天前
|
Java
Java 小白也能看懂!类和对象详解,轻松入门面向对象编程
【6月更文挑战第15天】面向对象编程对新手可能抽象,但理解Java中的类和对象是关键。类是事物模板,如“汽车”类包含属性(颜色、型号、速度)和行为(启动、加速、刹车)。对象是类的实例,像具体的汽车。通过创建对象并调用其方法,可以模拟现实世界的情景。例如,`Car myCar = new Car();`创建了一个汽车对象,之后可设置属性和调用方法。多练习有助于掌握这一概念。
|
1天前
|
Java
Java 面向对象编程:你真的懂类和对象吗?
【6月更文挑战第15天】Java的面向对象编程聚焦于类与对象。类是共享属性和行为的抽象,如`Person`类含名字和年龄。对象是类的具体实例,如`person1`和`person2`各有独特的属性值。设计类时要考虑扩展性,以便适应变化,如添加“性别”属性。对象管理涉及保持其状态和行为的正确性。继承允许类如`Student`扩展`Person`,增加新特性。理解面向对象不仅是创建和使用,更是关于设计和架构的智慧。
|
1天前
|
Java
从 0 到 1,Java 对象创建的神秘面纱终于被揭开!
【6月更文挑战第15天】Java对象创建始于类定义,如`Person`或`Student`。使用`new`关键字在堆内存中分配空间并调用构造器初始化属性。这允许实例化具有特定行为的个体,参与程序中的交互。继承使子类如`Student`扩展父类`Person`的功能。对象创建是构建程序基础的关键步骤,将抽象概念转化为可操作的代码对象。