Java中指针和引用变量有什么区别？

Question

我的Java书解释说，要使用对象，我们可以将它们分配给引用变量。那与指向对象的指针有何不同？Java有指针吗？

谢谢 :)

- i love stackoverflow

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如果谈论Java，就不能谈论指针：https://dev59.com/EXVD5IYBdhLWcg3wQJOT#7034719 - Marsellus Wallace

请参见 https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/141834/how-is-a-java-reference-different-from-a-c-pointer。 - Andrejs

JLS §4.3.1：“一个对象是一个类实例或一个数组。引用值（通常只是引用）是指向这些对象的指针，以及一个特殊的空引用，它不引用任何对象。” - Radiodef

Answer 1

引用有点像指针，但你不能对它进行算术操作...虽然它更不透明。虽然底层的比特可能是虚拟内存中的地址，但它们不必是。它们只是一种访问对象（或表示空值）的方式。因此，虽然它们并不完全相同，但如果你习惯于将指针视为“标识对象或导航到对象的一种方式”（在某种意义上），那么这些想法也适用于引用。

Java本身没有指针（与C#不同，C#既有引用又有指针——后者在“不安全”代码中使用）。

- Jon Skeet

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在底层是否有可能引用其实是指针，只不过被抽象化了？ - lightning_missile

@morbidCode 这取决于JVM的实现。它不一定需要，但可以使用。本地指针必须在垃圾收集器完成工作后进行更新。 - Thorbjørn Ravn Andersen

Answer 2

Cat x = new Cat();

这行代码在内存中创建了一个Cat对象，并将其引用存储在x中。

现在，x包含对Cat对象的引用，但如果你执行以下操作：

x = x + 1;

这不会像在C语言中那样给出下一个内存地址，而是会导致编译器错误。Java不允许控制引用或内存位置。

- bonapart3

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这个简单的例子展示了最重要的区别。 - Jimmy

Answer 3

术语“引用”和“指针”基本上是等效的。我看到的许多关于Java基础知识的文献都声称Java没有指针。但是，如果您尝试使用null引用，就会得到一个NullPointerException。所以这都是语义问题。

（真正的区别在于，在C或C++中，“指针”一词严格意义上指的是一种整数，恰好是某些数据的内存地址。而在Java中，“引用”一词更接近于C++的“引用”概念。您甚至无法直接使用内存地址，但使用方式相同。）

- wberry

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早期NullPointerException这个名称被使用。更好的名称应该是NullReferenceException。 - Thorbjørn Ravn Andersen

Answer 4

如果我们把引用或指针看作是访问或处理内存中对象的一种手段，那么它们实际上是非常相似的。然而，它们在实现方面有所不同。以下是它们之间的区别：

1. 指针支持指针算术运算，这使它们有点不安全。因为它们为程序员提供了比所需更多的访问级别。然而，引用通过一个更抽象的隐藏实现为对象提供了一个句柄。
2. 指针类型较弱，而引用类型更强。我的意思是，在引用的情况下，代码更简单，而在指针的情况下，稍微不太正式。您需要使用 reinterpret_cast 等东西来使用指针转换，而引用则支持类似于 "C" 中基本类型的转换。
3. 指针是不安全的，而引用是安全的。如果在两者之间选择，应选择引用。在像 C# 这样的语言中，您有这种自由。
4. 指针存在于 C/C++ 中，而引用存在于 Java 中。不要将 C/C++ 中的引用与 Java 中的引用混淆。在 C/C++ 中，引用是指针的右值的一种同义词。

- Nagabhushan Baddi

Answer 5

不，Java没有指针。Java中的基本概念是“值”和“引用”。

- Kerrek SB

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Java拥有指针并将它们称为引用。Java没有“指针运算”，而引用是有类型的，但仍然是指针。 - Matteo

你说得对，那也是我的意思。Kerrek最初看到了和我一样的东西。 - apollosoftware.org

@Matteo：在设计Java代码时，以“指针”为思考方式有何用处？我认为值/引用二分法更加有用：值被复制，引用被别名化。 - Kerrek SB

@Kerrek：我觉得告诉一个习惯于使用指针的人说它们不存在是令人困惑的。如果我想在Java中实现一棵树，我可以像在C中一样做，使用指针/引用来引用某些数据结构。 - Matteo

@Matteo：对于有经验的C++程序员来说，这样的解释可能会很有用。一般来说（我们不知道OP知道什么），我喜欢干净、自包含的方法，它与语言内在的思想相符，不会引入额外的负担。我想这是品味问题，但保持语言和仅仅是好比喻或实现的区别是很好的。 - Kerrek SB

JLS实际上说它们是指针，因此说Java没有指针是不正确的。"引用值（通常只是引用）是指向这些对象的指针，[...]。" - Radiodef

Answer 6

引用是一个指针，你通常看不到它的值（即内存地址）。唯一允许的操作是将其设置（从另一个引用）并通过它引用所引用的对象。它可以从引用值表达式（如new运算符）或从另一个引用设置（在语法上是一个简单的引用值表达式）。

- Ed Staub

Answer 7

就Java语法而言——确实，Java没有指针，但为了澄清情况，Java Runtime里有指针。 每次发生GC时，你存储在heap中的对象很可能会在物理上改变其内存地址。这只能通过使用真正被称为Pointer的东西来实现。由于你来自C++的世界，你知道引用限制。但这并不意味着JVM不使用引用=)。

若想获得更多信息，请参阅 Ordinary Object Pointer。

因此，由于您已经对核心JVM内存管理有简要的了解，您可以将Java Reference术语视为运行时的Pointer。

不，根本没有按引用传递。只有传值，因为真正的Java方法参数是Java Reference的副本，因此它是另一个Pointer。

因此，从语法使用的角度来看 - Java参考更接近于C++参考，但在真实的运行时世界中，它更接近于指针。

附注：为了更好地理解，最好阅读更多有关普通对象指针的文章或查看oop.hpp。

- uptoyou

Answer 8

由于Java不支持指针，因此引用可能看起来像是一种特殊类型的指针。但我们必须注意关键区别：使用指针时，我们可以指向任何地址（实际上是内存中的一个数字槽位）。因此，使用指针很可能会指向无效地址，然后在运行时可能会遇到意外问题。但引用类型始终将指向有效地址或将指向null。

- End user

Answer 9

指针只包含地址，但引用不包含地址，坦率地说，对象的地址被分配给索引或哈希码，并且将哈希码和大小写代码赋予引用变量，如果我们查看引用变量的内容，它以类名@开头，然后是一些十六进制代码。这些数字不是地址，而是索引值或哈希码。

第二点，我们不能对引用值的内容执行任何算术操作。

- Vivek Kumar