【Java】以数组为例简单理解引用类型变量

news2025/1/15 19:36:21

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堆和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，局部变量是存储在栈上的，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;

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。

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。

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：