Java学习日志 - 一篇文章解释清楚Java的引用数据类型
在 Java 中，数据类型分为两大类：基本数据类型（primitive types）和引用数据类型（reference types）。
引用数据类型
引用数据类型是指那些变量存储的是对象的地址（内存位置），而不是对象本身。具体来说，引用数据类型包括：
- 类（Class）
- 接口（Interface）
- 数组（Array）
- 枚举（Enum）
- 记录（Record）
这类数据类型的变量其实存储的是对内存中实际对象的引用。引用数据类型的变量和对象之间的关系可以类比为“指针”和“数据”的关系（尽管 Java 本身没有显式的指针概念）。
引用数据类型的特点
- 存储的是对象的地址：引用数据类型的变量存储的是对象在内存中的地址（即引用），而不是对象的实际数据。
- 指向堆中的对象：引用数据类型的对象是存储在 Java 堆（heap）内存区域中的，变量只会存储该对象的引用（地址）。
- 可以为 null：引用数据类型的变量可以指向一个对象，也可以为 null，表示该变量没有引用任何对象。
引用数据类型的组成部分
1.类（Class）
在 Java 中，类是定义对象的模板。当我们定义一个类时，我们实际上定义了对象的结构和行为。类可以包含字段（属性）和方法（行为）。
class Person {
String name;
int age;
}
当我们声明 Person 类型的变量时，它会存储的是 Person 对象的引用。
Person p1 = new Person(); // p1 存储的是 Person 对象的引用
p1.name = "Alice";
p1.age = 25;
2.接口（Interface）
接口定义了一组方法的签名，类可以实现接口。接口本身不能直接实例化，但可以声明接口类型的变量，这些变量会引用实现了接口的对象。
interface Animal {
void sound();
}
class Dog implements Animal {
public void sound() {
System.out.println("Woof");
}
}
Animal myAnimal = new Dog(); // myAnimal 是 Animal 类型的引用，指向 Dog 对象
3.数组（Array）
数组是一个特殊的对象，能够存储相同类型的多个数据项。在 Java 中，数组本身是引用数据类型。
int[] numbers = new int[5]; // numbers 是一个数组类型的引用，指向数组对象
虽然数组看起来像基本数据类型（因为我们访问它们的元素时通常是通过索引），但它们的存储结构在内存中是作为对象存在的。
4.枚举（Enum）
Java 中的枚举类型也被视为引用数据类型。枚举通常用于表示一组常量。它实际上是一个特殊的类。
enum Day { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY }
Day today = Day.MONDAY; // today 是一个枚举类型的引用
5. 记录类（Record）
- 引入于 Java 14，用于简化不可变数据类的定义。
示例：
public record Point(int x, int y) {}
引用数据类型与基本数据类型的比较
特点 | 基本数据类型 | 引用数据类型 |
存储的内容 | 变量直接存储数据 | 变量存储的是对象的内存地址（引用） |
默认值 | 对应类型的默认值（如 0, false, null 等） | 默认值是 null |
是否可以为 null | 不能为 null | 可以为 null |
存储位置 | 栈（stack） | 堆（heap） |
内存分配方式 | 由编译器在栈上分配 | 在堆内存中动态分配 |
引用数据类型的内存模型
- 栈（Stack）：用于存储方法调用和局部变量。基本数据类型的变量会存储在栈中。
- 堆（Heap）：用于存储对象实例。当你创建一个对象时，它会在堆上分配内存，引用数据类型的变量会指向这个堆上的对象。
例子：
class Car {
String model;
int year;
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Car car1 = new Car(); // car1 存储的是对象引用
car1.model = "Toyota";
car1.year = 2020;
Car car2 = car1; // car2 现在引用相同的对象
car2.year = 2022;
System.out.println(car1.year); // 输出 2022，car1 和 car2 引用的是同一个对象
}
}
在这个例子中，car1 和 car2 是引用类型的变量，它们指向堆内存中的同一个 Car 对象。
总结
引用数据类型在 Java 中主要是用来存储对象的引用（地址）。它们不同于基本数据类型，后者直接存储数据。理解引用数据类型的工作原理对于更深入地掌握 Java 编程非常重要，尤其是在对象创建、内存管理和Garbage回收方面。