java中傳值和傳址及其引伸深度克隆的思考

       大家都知道java中沒有指針。難道java真的沒有指針嗎?句柄是什麼?變量地址在哪裏?沒有地址的話簡直不可想象!

      java中內存的分配方式有兩種,一種是在堆中分配,一種是在堆棧中分配,所有new出來的對象都是在堆中分配的,函數中參數的傳遞是在棧中分配的。通常情況下堆的內存可以很大,比如32位操作系統中的虛擬內存都可以被堆所使用(當內存緊張的時候甚至硬盤都可以是堆的存儲空間),而堆棧的內存分配是有限的。這和c++中內存分配差不多(c++中還要有另一種方式用於全局變量或者局部靜態變量的內存分配,這裏就不說了)。java中有幾種基本類型如int,float,double,char,byte等,他們不是對象,除此之外一切都是對象,所有的對象都是在堆上分配的。java中對象數組是什麼,和c++類似,是句柄數組或者叫指針數組,裏面保存的是每個元素的地址。和c++中不同,java沒有操作符重載和拷貝構造函數(如果不瞭解這些也沒有關係),因此當創建對象或者對已經創建的對象賦值時(注意是對象,不是基本類型):Object a=new Object 和Object a=b(b是Object的子類型或者同類型)時,進行的是對象地址的傳遞並複製。這就是所說的句柄的傳遞和賦值。句柄裏存儲的就是對象的地址,句柄就是指針,只不過是你無法得到的地址,java就是通過這一點巧妙的將指針隱藏起來。當對象作爲參數傳遞到方法中時,傳遞的就是對象的地址,而行參中保存的是實參地址的副本(這就是最關鍵的地方,也是值傳遞,值傳遞就是將實參的值的副本作爲行參)如:


public class Example{
  int i=0;
}
public class A{
  public int i=0;
  public Example add0(Example e)
  {
     e.i++; 
     return e; 
   }
   
   public void add1(Example e)
   {
      e.i++;
   }

   public void modify0(Example e)
   { 
      Example b=e;//將e行參對象的地址賦給句柄b
      b.i++;//也同時修改了e.i和實參的值
   }
   
   public void modify1(Example e)
   {
     e=new Example();
     e.i++;
   }
   public static void main(String[] args)
  {
     Example ex=new Example();
     A a=new A();
     a=a.add0(ex);//等價於a.add0(ex),無需返回值,因爲通過傳遞的對象地址(句柄),直接修改了ex中i的值
     a.add1(ex);//add0,add1都在其中的方法體中直接修改了ex.i的值,因此add0的返回值有點多餘
     a.modify0(ex);//對ex所產生的影響同add1
     a.modify1(ex);//對ex沒有產生任何影響(而且這就是等價於什麼也沒有做).

        這可能會讓一部分人搞不清了。爲什麼呢?因爲是對象地址的副本"值傳遞",在modify1中e=new Example();實際上e僅僅是保存ex對象地址的副本的一個句柄,當對e賦值時僅僅是對堆棧中e的賦值(對ex指針副本的變量e賦值),而並沒有改變ex的句柄的指向,當方法調用完畢堆棧彈出,e就將要被垃圾回收,沒有任何用處。當然你可以將它作爲返回值,這就是另外一回事了。
   }
 }

        這裏比較繞,如果你能明白這個原理,那麼你就可以寫出合理並且高效的程序,並且可以避免一些潛在的邏輯錯誤,如:對象在方法中被改動了,可能你還不知道!記住c++在這一點上和java有很大的不同,c++默認的是值傳遞,行參會按照位複製實參(如果用指針或者引用就和java很類似了),在方法中作爲參數傳遞對象,java更象是c++中傳遞引用,當然還是有區別的,那就是c++中對象的引用不可再賦值爲另一個對象,也就是說modify1中的再賦值對引用是不可以的。如果你對c++不瞭解,那麼就當我什麼也沒有說,和c++的比較只是爲了幫助更好的理解(針對熟悉c++而不熟悉java的人)。我本人也對c++瞭解甚少,平時主要工作側重於java。因此如果哪位高人發現以上解釋有什麼錯誤請不吝賜教。

    引申到克隆技術java中的所有對象都是Object類的子類,Object類定義了protected clone()方法,它的作用和c++中按位複製是一樣的,因此同樣會帶來如果對象中包含另一個對象(注意是對象不是基本數據類型,基本數據類型直接就會被複制)的指針(java中的句柄),clone並沒有將被包含的對象clone,而是複製了被包含對象的句柄或者說指針。因此並不能認爲複製出來的對象就可以隨心所欲的修改,因爲它和被clone的對象都包含同一個對象,因此可能會引起潛在的衝突問題。至於深度clone的方法很簡單,就是在子類中覆蓋父類Object類中clone方法,保證每一個被包含的對象都被按照位被clone。如果包含的數據全部是基本類型數據,那麼就什麼也不用做了。深度clone還有另一種方法就是利用Serializable,但是對象中被transient關鍵字修飾的變量是不會被序列化的. 因爲clone用到的地方並不多,就不多說了。但是當你遇到的時候,一定要小心。

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