从面试题开始，分析值传递和引用传递

小明爱吃火锅
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前言

在Java编程中，参数传递的方式主要分为值传递和引用传递。这两种方式决定了方法内部对参数的修改如何影响原始变量。本文将详细探讨这两种传递方式的概念、应用及注意事项，并结合面试题，分析栈堆内存的情况。

一、值传递与引用传递的区别

  1. 值传递：

    • 在方法调用时，将实际参数（原始变量）的副本传递给形式参数。
    • 方法内部对形式参数的修改不会影响实际参数。
    • 值传递适用于基本数据类型（如int、float、double等）和引用数据类型的包装类（如Integer、Float、Double等）。

  2. 引用传递：

    • 在方法调用时，将实际参数的引用（内存地址）传递给形式参数。
    • 方法内部对形式参数的修改可能会影响实际参数。
    • 引用传递通常发生在对象类型上。

二、面试案例分析

我们来看一个面试题，代码如下，看起来就几行代码很简单，那么到时a和b最终结果是什么呢？

image.png

运行结果：输出的是AB B，而不是AB AB，是不是觉得有点惊讶，下面开始分析一下具体原因。

image.png

栈堆内存分析

  1. 初始状态：

    • 在栈内存中，有两个变量a和b，它们分别指向堆内存中的两个对象A和B。
    • 具体来说，a的内存地址是000x1，它指向的对象是A；b的内存地址是000x2，它指向的对象是B。

  2. 方法调用：

    • 当调用operator(a, b)时，栈内存中新增了两个局部变量x和y。
    • 这两个局部变量也分别指向堆内存中的对象A和B，即x的内存地址是000x1，y的内存地址是000x2。

  3. 操作过程：

    • 在operator方法内部，执行x.append(y)操作。此时，x指向的对象从A变成了AB，内存地址仍然是000x1。
    • 接着执行y = x操作。此时，y不再指向原来的对象B，而是指向x所指向的对象AB，即y的内存地址也变成了000x1。

  4. 最终状态：

    • 在operator方法执行完毕后，栈内存中的变量a和b的指向没有发生变化。
    • a仍然指向堆内存中的对象AB，内存地址是000x1；b仍然指向堆内存中的对象B，内存地址是000x2。
    • 因此，输出结果是AB B。

如图最终栈堆内存图： image.png

如果改成下面代码，就可以看到四个变量最终的值了，跟我们上面分析的结果一样。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer a = new StringBuffer("A");
        StringBuffer b = new StringBuffer("B");
        operator(a, b);
        System.out.println(a + " " + b);
    }

    public static void operator(StringBuffer x, StringBuffer y) {
        x.append(y);
        y = x;
        System.out.println("y:" + y + " ,x:" + x);
    }
}

这样就更加清晰看出，上述通过栈堆内存图分析是正确，运行结果如图所示：

image.png

三、总结

这个问题涉及到了变量的作用范围和方法参数传递机制：

  1. 变量作用范围：

    • x和y只在operator方法内部有效，不会影响外部变量a和b。

  2. 方法参数传递机制：

    • 形参是基本数据类型时，传递的是数据值。
    • 形参是引用数据类型时，传递的是地址值。
    • 特殊类型如String、数组、包装类等对象是不可变的。

通过这个案例，可以清楚地看到值传递和引用传递的区别及其应用。希望本文能帮助读者更好地理解Java中的参数传递机制。

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