完全理解Java对象与引用

1、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，就能够用它来建立对象： Vehicle veh1 = new Vehicle() ，一般把这条语句的动做称之为建立一个对象，其实，它包含了四个动做：

new Vehicle
Vehicle veh1

  咱们能够把这条语句拆成两部分：

Vehicle veh1;
veh1 = new Vehicle();
  效果是同样的。这样写，就比较清楚了，有两个实体：一是对象引用变量，一是对象自己。

  在堆空间里建立的实体，与在数据段以及栈空间里建立的实体不一样。尽管它们也是确确实实存在的实体，可是，咱们看不见，也摸不着。不只如此，

  咱们仔细研究一下第二句，找找刚建立的对象叫什么名字？有人说，它叫“Vehicle”。不对，“Vehicle”是类（对象的建立模板）的名字。

  一个Vehicle类能够据此建立出无数个对象，这些对象不可能全叫“Vehicle”。

  对象连名都没有，无法直接访问它。咱们只能经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，能够作一个或许不很稳当的比喻。对象比如是一只很大的气球，大到咱们抓不住它。引用变量是一根绳， 能够用来系汽球。

  若是只执行了第一条语句，还没执行第二条，此时建立的引用变量veh1还没指向任何一个对象，它的值是null。引用变量能够指向某个对象，或者为null。

  它是一根绳，一根尚未系上任何一个汽球的绳。执行了第二句后，一只新汽球作出来了，并被系在veh1这根绳上。咱们抓住这根绳，就等于抓住了那只汽球。

  再来一句：

​ Vehicle veh2;

  就又作了一根绳，还没系上汽球。若是再加一句：

​ veh2 = veh1;

  系上了。这里发生了复制行为。可是，要说明的是，对象自己并无被复制，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。

  若是用下句再建立一个对象：

​ 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，咱们能够得到如下结论：

一个对象引用能够指向0个或1个对象（一根绳子能够不系汽球，也能够系一个汽球）

一个对象能够有N个引用指向它（能够有N条绳子系住一个汽球）

  若是再来下面语句：

​ 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。至于何时真正被回收，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，并且可用的。譬如，若是咱们仅仅为了打印而生成一个对象，就不须要用引用变量来系住它。最多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。

2、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，而第二个语句则经过调用类(StringBuffer)的构造函数StringBuffer(String str)为类生成了一个实例（或称为对象）。这两个操做被完成后，对象的内容则可经过s进行访问——在Java里都是经过引用来操纵对象的。

  Java对象和引用的关系能够说是互相关联，却又彼此独立。彼此独立主要表如今：引用是能够改变的，它能够指向别的对象，譬如上面的s，你能够给它另外的对象，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。

  从存储空间上来讲，对象和引用也是独立的，它们存储在不一样的地方，对象通常存储在堆中，而引用存储在速度更快的堆栈中。

  引用能够指向不一样的对象，对象也能够被多个引用操纵，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，那么无论使用哪一个引用操纵对象，对象的内容都发生改变，而且只有一份，经过s1和s获得的内容天然也同样，（String除外，由于String始终不变，String s1=”AAAA”; String s=s1，操做s，s1因为始终不变，因此为s另外开辟了空间来存储s）以下面的程序：

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());
  上面的程序代表，s1和s打印出来的内容是同样的，这样的结果看起来让人很是疑惑，可是仔细想一想，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，经过它们获得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，而后你踩了一次油门，汽车加速了，假如车速升到了120，而后你踩一下刹车，此时车速是从120开始降低的，假以下降到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）。因此，在上面的程序中，无论使用s1仍是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）。

3、只有理解了对象和引用的关系，才能理解参数传递
  通常面试题中都会考Java传参的问题，而且它的标准答案是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。若是传入方法的是基本类型的东西，你就获得此基本类型的一份拷贝。若是是传递引用，就获得引用的拷贝。

  通常来讲，对于基本类型的传递，咱们很容易理解，而对于对象，总让人感受是按引用传递，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   
}

}
  以上程序的容许结果显示出，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获得的是sMain的拷贝，因此s和sMain指向同一个对象，所以，使用s操做影响的其实就是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获得的是sMain的拷贝，但与add方法不一样的是，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从新赋值后，s与sMain已经毫无关联，它和sMain指向了不一样的对象，因此无论对s作什么操做，都不会影响sMain指向的对象，故调用changeRef方法先后sMain指向的对象内容并未发生改变。

  对于add方法的调用结果，可能不少人会有这种感受：这不明明是按引用传递吗？对于这种问题，仍是套用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又指向了另外一个对象，因此对象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，咱们要明白，当参数是对象时，传引用会发生什么情况（就像上面的add方法）？

总结：
  以下表达式：

A a1 = new A();
它表明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，“=”不能被当作是一个赋值语句，它不是在把一个对象赋给另一个对象，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，引用里面存放的并非对象，而是该对象的地址，使得该引用指向了对象。在Java里，“=”语句不该该被翻译成赋值语句，由于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，被译成赋值语句会形成不少误解，译得不许确。

  再如：

A a2;
  它表明 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;
  它表明， 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，能够简单的记为，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。