Java - Pass by value or Pass by reference？

在探討 Java 傳遞參數是 pass by value 還是 pass by reference 之前，需要先了解 Java 中 = 的具體細節

賦值 = 的用法

• = 的意義是賦值，但是這個賦值用在 基本類型 和 對象類型 上會有非常大的差別

  • 如果 = 用在基本類型上，因為基本類型儲存了實際的數值，所以在為其賦值時，是直接將值複製一份新的過去
    • 因此假設 a、b 都是基本類型，如果執行了 a=b，那麼就是將 b 的內容直接複製一份新的給 a，之後如果改變了 a 的值，也不會影響到 b
    • 此處的基本類型，泛指 int、long、boolean….和其包裝型態 Integer、Long、Boolean….，只要是這些類型的變量，都適用基本類型的 = 規則
  • 但如果 = 用在對象類型上，因為在使用對象操作時，實際儲存的其實是對象的引用，所以在為其賦值時，實際上只是把 “引用” 從一個地方複製到另一個地方
    • 因此假設 c、d 都是對象類型，如果執行了 c=d，那麼 c 和 d 都會指向原本只有 d 指向的那個對象，而原本 c 的那個對象因為沒人引用了，所以會被垃圾回收清理掉
  • 另外，只要是數組，不管你是基本類型 int[] 還是對象類型 Tank[]，一律存的都是引用，所以只要賦值了，也會互相影響

• 具體實例

  • t1、t2是基本類型的 = 效果（不會互相影響）

  • t3、t4是對象類型的 = 效果（因為存的是引用，所以會互相影響）

  • i5、i6是基本類型的數組的 = 效果（因為存的也是引用，所以也會互相影響）

    class Tank {
        int level;
    }
    
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Tank t1 = new Tank();
            Tank t2 = new Tank();
    
            t1.level = 1;
            t2.level = 2;
            System.out.println("t1: " + t1.level + ", t2: " + t2.level);
    
            //此處只是基本類型的賦值，所以t1、t2仍舊指到兩個不同對象
            t1.level = t2.level;
            System.out.println("t1: " + t1.level + ", t2: " + t2.level);
    
            t1.level = 100;
            System.out.println("t1: " + t1.level + ", t2: " + t2.level);
    
            System.out.println("----");
    
            Tank t3 = new Tank();
            Tank t4 = new Tank();
    
            t3.level = 3;
            t4.level = 4;
            System.out.println("t3: " + t3.level + ", t4: " + t4.level);
    
            //此處是對象類型的賦值，所以是t3和t4都指到了同一個對象上
            //而原本t3那個對象因為沒人引用了，所以會被垃圾回收清理掉
            t3 = t4;
            System.out.println("t3: " + t3.level + ", t4: " + t4.level);
    
            t3.level = 100;
            System.out.println("t3: " + t3.level + ", t4: " + t4.level);
    
            System.out.println("----");
    
            int[] i5 = {5};
            int[] i6 = {6};
            System.out.println("i5[0]: " + i5[0] + ", i6[0]: " + i6[0]);
    
            //因為數组存的是引用，所以i5和i6會指到同一個地方上
            i5 = i6;
            System.out.println("i5[0]: " + i5[0] + ", i6[0]: " + i6[0]);
    
            i5[0] = 200;
            System.out.println("i5[0]: " + i5[0] + ", i6[0]: " + i6[0]);
        }
    }
    

    t1: 1, t2: 2
    t1: 2, t2: 2
    t1: 100, t2: 2
    ----
    t3: 3, t4: 4
    t3: 4, t4: 4
    t3: 100, t4: 100
    ----
    i5[0]: 5, i6[0]: 6
    i5[0]: 6, i6[0]: 6
    i5[0]: 200, i6[0]: 200
    

Pass by value or Pass by reference

• 和 = 一樣，只要掌握好基本類型實際儲存的是 “值”、對象類型儲存的是 “引用”、數組不論什類型存的都是 “引用”，就能了解 Java 到底什麼時候是 pass by value，什麼時候是 pass by reference

• 基本類型 pass by value，對象類型 pass by reference，而數組因為存的都是引用，所以也是 pass by reference

  class Tank {
      int level;
  }
  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          Tank t1 = new Tank();
          Tank t2 = new Tank();
          t1.level = 1;
          System.out.println("t1.level: " + t1.level);
          fooInt(t1.level); //基本類型pass by value
          System.out.println("t1.level: " + t1.level);
          t2.level = 2;
          System.out.println("t2.level: " + t2.level);
          fooTank(t2); //對象類型pass by reference
          System.out.println("t2.level: " + t2.level);
      }
      public static void fooTank(Tank tank){
          tank.level = 1000;
      }
      public static void fooInt(int level){
          level = 5;
      }
  }
  

  t1.level: 1
  t1.level: 1
  t2.level: 2
  t2.level: 1000
  

• 基本類型的List、Set、Map 也是 pass by value，對象類型的 List、Set、Map 是 pass by reference

  class Tank {
      int level;
  }
  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          List<Tank> tankList = new ArrayList<>();
          List<Integer> intList = new ArrayList<>();
          for (int i = 1; i <= 2; i++) {
              Tank tank = new Tank();
              tank.level = i;
              tankList.add(tank);
              intList.add(i * 100);
          }
          System.out.println("intList: " + intList.get(0) + ", " + intList.get(1));
          fooIntList(intList);
          System.out.println("intList: " + intList.get(0) + ", " + intList.get(1));
          System.out.println("tankList: " + tankList.get(0).level + ", " + tankList.get(1).level);
          fooTankList(tankList);
          System.out.println("tankList: " + tankList.get(0).level + ", " + tankList.get(1).level);
      }
      public static void fooTankList(List<Tank> tankList) {
          for (Tank tank : tankList) {
              tank.level = 500;
          }
      }
      public static void fooIntList(List<Integer> intList) {
          for (Integer i : intList) {
              i = 2000;
          }
      }
  }
  

  intList: 100, 200
  intList: 100, 200
  tankList: 1, 2
  tankList: 500, 500