Ссылочные типы данных в Java

Без понимания синтаксиса Java невозможно стать серьезным разработчиком, поэтому сегодня мы продолжаем изучать синтаксис. В одной из прошлых статей мы говорor о примитивных переменных, но так How видов переменных два, сегодня мы поговорим о втором виде — ссылочные типы в Java. Итак что это? Зачем нужны ссылочные типы данных в Java? Давайте представим, что у нас есть an object телевизор с некоторыми характеристиками, такими How номер канала, громкость звука и флаг включенности:

public class TV {
   int numberOfChannel;
   int soundVolume;
   boolean isOn;
}

Как простой тип, например, int, может хранить эти данные? Напомним: одна переменная int — это 4 byteа. А ведь там внутри есть две переменные (4 byteа + 4 byteа) этого же типа, да ещё и boolean (+1 byte)... Total — 4 к 9, а ведь How правило, в an objectе хранится намного больше информации. What делать? Нельзя же вложить an object в переменную. На этом моменте в нашей истории появляются ссылочные переменные. Ссылочные переменные хранят address ячейки памяти, в которой расположен определенный an object. То есть это “визитка” с addressом, имея которую мы можем найти наш an object в общей памяти и выполнять с ним некоторые манипуляции. Ссылка на любой an object в Java представляет собой ссылочную переменную. Как бы это выглядело с нашим an objectом телевизора:

TV telly = new TV();

Переменной типа TV с именем telly мы задаем ссылку на создаваемый an object типа TV. То есть, JVM выделяет память в куче под an object TV, создает его и address на его местоположение в памяти, кладется в переменную telly, которая хранится в стеке. Подробнее о памяти, а именно — о стеке и еще массе полезного, можно почитать в этой лекции. Переменная типа TV и an object типа TV, заметor? Это неспроста: an objectм определенного типа должны соответствовать переменные того же типа (не считая наследования и реализаций интерфейсов, но сейчас мы это не учитываем). В конце концов, не будем же мы в стаканы наливать суп? Получается, что у нас an object — это телевизор, а ссылочная переменная для него — How бы пульт управления. С помощью этого пульта мы можем взаимодействовать с нашим an objectом и его данными. Например, задать характеристики для нашего телевизора:

telly.isOn = true;
telly.numberOfChannel = 53;
telly.soundVolume = 20;

Тут мы использовали оператор точки . — чтобы получить доступ и начать использование внутренних элементов an object, на который ссылается переменная. Например, в первой строке мы сказали переменной telly: “Дай нам внутреннюю переменную isOn an object, на который ты ссылаешься, и задай ей meaning true” (включи нам телевизор).

Переопределение ссылочных переменных

Допустим, у нас есть две переменные ссылочного типа и an objectы, на которые они ссылаются:

TV firstTV = new TV();
TV secondTV = new TV();

Если мы напишем:

firstTV = secondTV;

это будет означать, что мы первой переменной в качестве значения присвоor копию address (meaning битов address) на второй an object, и теперь обе переменные ссылаются на второй an object (иначе говоря, два пульта от одного и того же телевизора). В тоже время, первый an object остался без переменной, которая на него ссылается. В итоге у нас есть an object, к которому невозможно обратиться, ведь переменная была такой условной ниточкой к нему, без которой он превращается в мусор, просто лежит в памяти и занимает место. Впоследствии этот an object будет уничтожен из памяти сборщиком мусора. Прервать связующую ниточку с an objectом можно и без другой ссылки:

secondTV = null;

В итоге link на an object останется одна — firstTV, а secondTV уже ни на кого указывать не будет (что не мешает нам в дальнейшем присвоить ей ссылку на Howой-нибудь an object типа TV).

Класс String

Отдельно хотелось бы упомянуть класс String. Это базовый класс, предназначен для хранения и работы с данными, которые хранятся в виде строки. Пример:

String text = new String("This TV is very loud");

Здесь мы передали строку для хранения в конструкторе an object. Но никто так не делает. Ведь строки можно создавать:

String text = "This TV is very loud";

Гораздо удобнее, правда? По популярности использования String не уступает примитивным типам, но всё же это класс, и переменная, которая ссылается на него — не примитивного, а ссылочного типа. У String есть вот такая замечательная возможность конкатенации строк:

String text = "This TV" + " is very loud";

В итоге мы снова получим текст: This TV is very loud, так How две строки соединятся в одно целое, и переменная будет ссылаться на этот полный текст. Важным нюансом является то, что String — это неизменяемый класс. What это значит? Возьмем такой пример:

String text = "This TV";
text = text + " is very loud";

Вроде, бы всё просто: объявляем переменную, задаем ей meaning. На следующей строке изменяем его. Но не совсем-то и изменяем. Так How это неизменяемый класс, на второй строке начальное meaning не меняется, а создается новое, которое в свою очередь состоит из первого + " is very loud".

Ссылочные константы

В статье про примитивные типы мы затрагивали тему констант. Как же будет себя вести ссылочная переменная, когда мы объявим её final?

final TV telly = new TV();

Возможно, вы подумаете, что это сделает an object неизменяемым. Но нет, это не так. Ссылочная переменная с модификатором final будет привязана к определенному an objectу без возможности её How-либо отвязать (переопределить or приравнять к null). То есть, после задания значения такой переменной, code вида:

telly = new TV();

or

telly = null;

будет вызывать ошибку компиляции. То есть final действует только на ссылку, а на сам an object влияния не оказывает. Если изначально он у нас изменяемый, мы без проблем можем менять его внутреннее состояние:

telly.soundVolume = 30;

Иногда, переменные обозначают How final даже в аргументах метода!

public void enableTV (final TV telly){
   telly.isOn = true;
}

Это делается для того, чтобы в процессе написания метода эти аргументы нельзя было переопределить и соответственно создать меньше путаницы. А что если обозначить final ссылочную переменную, которая ссылается на неизменяемый an object? К примеру String:

final String PASSWORD = "password";

Как следствие, мы получим константу, аналог констант примитивного типа, ведь тут мы не можем ни переопределить ссылку, ни изменить внутреннее состояние an object (внутренние данные).

Подведем итоги

1. Если простые переменные хранят биты значений, то ссылочные переменные хранят биты, представляющие способ получения an object.
2. Ссылки на an objectы объявляются лишь для одного вида an objectов.
3. Любой класс в Java — это ссылочный тип.
4. По умолчанию в Java meaning любой переменной ссылки — null.
5. String — стандартный пример ссылочного типа. Также этот класс является неизменяемым (immutable).
6. Ссылочные переменные с модификатором final привязаны лишь к одному an objectу без возможности переопределения.