Java中的指针

Java中是否有指针？简短的答案是“不，没有”，这对于许多开发人员来说似乎是显而易见的。但是，为什么对其他人却不那么明显呢？

http://stackoverflow.com/questions/1750106/how-can-i-use-pointers-in-java
http://stackoverflow.com/questions/2629357/does-java-have-pointers
https://www.google.hu/search?q=pointers+in+java

这是因为Java用于访问对象的引用与指针非常相似。如果您有Java之前的C编程经验，则可能更容易考虑将变量中存储的值作为指向保存对象的某些内存位置的指针的想法。或多或少都可以。多于少，但这就是我们现在要看的。

引用和指针之间的区别

正如Brian Agnew在stackoverflow上总结的那样，有两个主要区别。

没有指针算法
引用不“指向”内存位置

缺少指针算法

当您在C中拥有一个struct数组时，为该数组分配的内存将一个接一个地包含结构的内容。如果你有类似的东西

struct circle {double radius;double x,y;
}
struct circle circles[6];

它会在连续区域中占用6*3*sizeof(double)字节的内存（在64位体系结构中通常为144字节）。如果您在Java中有类似的东西，则需要一个类（直到我们使用Java 10或更高版本）：

class Circle {double radius;double x,y;
}

和数组

Circle circles[6];

将需要6个引用（大约48个字节）和6个对象（除非其中一些为null），每个24bytes数据（大约）和对象标头（16bytes）。在64位体系结构上，总计288字节，并且存储区域不是连续的。

访问元素时，说出C语言数组的circles[n] ，代码将使用指针算术。它使用存储在指针circles的地址加上n倍sizeof(struct circle) （字节），也就是数据所在的位置。

Java方法有些不同。它查看对象circles ，它是一个数组，计算第n个元素（与C相似），并获取存储在其中的参考数据。在参考数据可用之后，它使用它从参考数据所处的某个不同存储位置访问对象。

请注意，在这种情况下，Java的内存开销为100％，并且读取内存的次数为2而不是1，以访问实际数据。

引用不指向内存

Java引用不是指针。它们包含某种指针数据或某些指针数据，因为它来自当今计算机体系结构的本质，但这完全取决于JVM实现，它存储在参考值中以及如何访问其引用的对象。尽管不是很有效的实现，但是拥有一个巨大的指针数组（每个指针指向JVM的一个对象），并且引用是该数组的索引，这绝对是可以的。

实际上，JVM将引用实现为一种指针混合，其中某些位是标志，而某些位“指向”相对于某个区域的某个内存位置。

为什么JVM这样做而不是指针？

原因是垃圾回收。为了实现有效的垃圾收集并避免内存碎片，JVM定期在内存中移动对象。当由不再被引用的对象占用的内存被释放并且我们恰好在一个巨大的可用内存块中间有一个仍在使用和引用的小对象时，我们不希望该内存块被拆分。取而代之的是，JVM将对象移动到另一个内存区域，并更新对该对象的所有引用以跟踪新位置。一些GC实现会在发生这些更新时停止其他Java线程，以便没有Java代码使用未更新的引用而是移动了对象。其他GC实现与底层OS虚拟内存管理集成在一起，从而在发生此类访问时导致页面错误，从而避免了应用程序线程的停止。

但是，问题是引用不是指针，而是JVM实现如何管理所有这些情况的责任。

与该领域密切相关的下一个主题是参数传递。

参数是通过值传递还是通过Java引用传递？

我在大学学习的第一门编程语言是Niklaus Wirth发明的PASCAL。用这种语言，过程和函数参数可以通过值或引用来传递。当参数通过引用传递时，则在过程或函数头中的参数声明之前带有关键字VAR 。在使用函数的地方，不允许程序员将表达式写为实际参数。您必须使用变量，并且函数（过程）中对参数的任何更改都将影响作为参数传递的变量。

当您使用语言C编程时，总是传递一个值。但这实际上是一个谎言，因为您可能传递了指向该函数可以修改的变量的指针的值。那就是当您将诸如char *s类的东西作为参数编写时，如果函数使用指针算术，则该函数可以更改s指向的字符或整个字符串。

在PASCAL中，值传递或引用传递的声明位于函数（或过程）的声明中。在C语言中，您必须明确地编写一个类似于&s的表达式&s以将指针传递给变量s以便调用者可以对其进行修改。当然，还必须声明该函数以使用指向s具有的任何类型s指针。

当您阅读PASCAL代码时，您无法在实际函数调用的位置知道参数是否按值传递，因此可能会被函数修改。如果使用C，则必须在两个地方都进行编码，并且每当看到传递了参数值&s ，都可以确保该函数能够修改s的值。

Java到底是什么？您可能对Java进行了多年编程，可能没有遇到这个问题或对此没有任何想法。 Java自动解决问题？还是只是提供了一种非常简单的解决方案，以致不存在双重按值传递/引用方法？

可悲的事实是，Java实际上是隐藏了问题，并没有解决问题。只要我们只处理Java通过引用传递的对象。当结果是一个对象时，无论您写入实际函数调用中的任何表达式，对该对象的引用都将传递给该方法。如果表达式是一个变量，则传递该变量包含的引用（这是变量的值，所以这是一种按值传递）。

当您传递基元（ int ， boolean等）时，参数将按值传递。如果所求值的表达式结果为原语，则按值传递它。如果表达式是变量，则传递该变量包含的原始值。这样一来，我们可以说看看三种示例语言