Java基础教程之对象引用
我们之前一直在使用“对象”这个概念,但没有探讨对象在内存中的具体存储方式。这方面的讨论将引出“对象引用”(object reference)这一重要概念。
对象引用
我们沿用之前定义的Human类,并有一个Test类:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Human aPerson = new Human(160);
}
}
class Human
{
/**
* constructor
*/
public Human(int h)
{
this.height = h;
}
/**
* accessor
*/
public int getHeight()
{
return this.height;
}
/**
* mutator
*/
public void growHeight(int h)
{
this.height = this.height + h;
}
private int height;
}
外部可以调用类来创建对象,比如上面在Test类中:
Human aPerson = new Human(160);
创建了一个Human类的对象aPerson。
上面是一个非常简单的表述,但我们有许多细节需要深入:
1.首先看等号的右侧。new是在内存中为对象开辟空间。具体来说,new是在内存的堆(heap)上为对象开辟空间。这一空间中,保存有对象的数据和方法。
2.再看等号的左侧。aPerson指代一个Human对象,被称为对象引用(reference)。实际上,aPerson并不是对象本身,而是类似于一个指向对象的指针。aPerson存在于内存的栈(stack)中。
3.当我们用等号赋值时,是将右侧new在堆中创建对象的地址赋予给对象引用。
这里的内存,指的是JVM (Java Virtual Machine)虚拟出来的Java进程内存空间。内存的堆和栈概念可参考Linux从程序到进程。
栈的读取速度比堆快,但栈上存储的数据受到有效范围的限制。在C语言中,当一次函数调用结束时,相应的栈帧(stack frame)要删除,栈帧上存储的参量和自动变量就消失了。Java的栈也受到同样的限制,当一次方法调用结束,该方法存储在栈上的数据将清空。在 Java中,所有的(普通)对象都储存在堆上。因此,new关键字的完整含义是,在堆上创建对象。
基本类型(primitive type)的对象,比如int, double,保存在栈上。当我们声明基本类型时,不需要new。一旦声明,Java将在栈上直接存储基本类型的数据。所以,基本类型的变量名表示的是数据本身,不是引用。
引用和对象的关系就像风筝和人。我们看天空时(程序里写的),看到的是风筝(引用),但风筝下面对应的,是人(对象):
引用和对象分离;引用指向对象
尽管引用和对象是分离的,但我们所有通往对象的访问必须经过引用这个“大门”,比如以 引用.方法() 的方式访问对象的方法。在Java中,我们不能跳过引用去直接接触对象。再比如,对象a的数据成员如果是一个普通对象b,a的数据成员保存的是指向对象b的引用 (如果是基本类型变量,那么a的数据成员保存的是基本类型变量本身了)。
在Java中,引用起到了指针的作用,但我们不能直接修改指针的值,比如像C语言那样将指针值加1。我们只能通过引用执行对对象的操作。这样的设计避免了许多指针可能引起的错误。
引用的赋值
当我们将一个引用赋值给另一个引用时,我们实际上复制的是对象的地址。两个引用将指向同一对象。比如 dummyPerson=aPerson;,将导致:
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