面试官刁难：Java字符串可以引用传递吗？

老读者都知道了，六年前，我从苏州回到洛阳，抱着一幅“海归”的心态，投了不少简历，也“约谈”了不少面试官，但仅有两三个令我感到满意。其中有一位叫老马，至今还活在我的手机通讯录里。他当时扔了一个面试题把我砸懵了：“ 王二，Java 字符串可以引用传递吗 ？”

我当时二十三岁，正值青春年华，从事 Java 编程已有 N 年经验（N < 4），自认为所有的面试题都能对答如流，结果没想到啊，被“刁难”了——原来洛阳这块互联网的荒漠也有技术专家啊。现在回想起来，脸上不自觉地泛起了羞愧的红晕：主要是自己当时太菜了。不管怎么说，是时候写篇文章剖析一下字符串是否可以引用传递了。

对于绝大多数的初级程序员或者说不重视“内功”的老鸟来说，往往停留在“知其然不知其所以然”的层面上——会用，略知一二，但要求他把问题说清楚的时候，就只能挠挠头双手一摊一张问号脸了。

好了，让我们来步入正题。先来看一段有趣但令人困惑的代码片段吧。

public static void main(String[] args) {
    String x = new String("沉默王二");
    change(x);
    System.out.println(x);
}

public static void change(String x) {
    x = "沉默王三";
}

从代码的字面逻辑来看，程序应该输出“沉默王三”，但事与愿违，程序输出的结果却是“沉默王二”。 change() 方法做的是无用功，因为 String 是值传递而不是引用传递。引用传递可以在被调用的方法中对实参进行修改，但值传递却不可以。为什么呢？

x 存储的是一个引用，该引用指向内存中的“沉默王二”字符串对象。当我们把 x 作为参数传递给 change() 方法时，x 仍然指向的是内存中“沉默王二”字符串，就像下面这幅图表达的意思一样。

那么问题来了。正因为 Java 是值传递，x 的值是“沉默王二”的引用。那么当 change() 方法被调用的时候，x 不是刚好指向了内存中新创建的字符串对象“沉默王三”了吗？就像下面这幅图表达的意思那样。

哦，看起来是一个很完美的解释，对吧？但这样的解释存在一些问题。

当字符串“沉默王二”被创建的时候，Java 会在内存中申请一小段空间，用来存储这个字符串对象。然后呢，把对象的引用指向了变量 x，也就是说，变量 x 实际上存储的是对象的引用（对象在内存中存储的地址）。

我相信大家对上面这一点（对象和对象引用）已经完全理解了。

关键的点来了。当变量 x 作为参数（实参）传递给 change() 方法时，实际上传递的是 x 的一个拷贝（形参）。在 change() 方法中，形参 x 起先引用的也是“沉默王二”这个对象，当执行 x = "沉默王三" 的时候，会在内存中创建新的字符串“沉默王三”，然后形参 x 不再引用“沉默王二”这个对象了，改为引用“沉默王三”这个对象了。但实参 x 呢？并没有发生任何的改变！就像下面这幅图一样。

假如我们真的需要改变字符串呢？那就不能使用 String 类了，最好使用 StringBuilder，来撸一串代码吧。

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder x = new StringBuilder("沉默王二");
    change(x);
    System.out.println(x);
}

public static void change(StringBuilder x) {
    x.delete(3,4).append("三");
}

上述代码会输出“沉默王三”，但假如我们使用 new 关键字重新对形参 x 进行赋值，就无济于事。

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder x = new StringBuilder("沉默王二");
    change(x);
    System.out.println(x);
}

public static void change(StringBuilder x) {
    x = new StringBuilder("沉默王三");
}

程序输出的结果仍然是“沉默王二”，原因其实和 String 一样， change() 方法在内存中创建了新的字符串“沉默王三”，然后形参 x 不再引用“沉默王二”这个对象，改为引用“沉默王三”这个对象了。但实参 x 并没有任何改变。

看到这，有些读者可能更疑惑了。 x = new StringBuilder("沉默王三") 不可以改变实参，而 x.delete(3,4).append("三") 却可以，为什么？为什么？为什么？为什么呢？

不要着急，我们来分析一下 delete() 方法的源码。

public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {
    int len = end - start;
    if (len > 0) {
        System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);
        count -= len;
    }
    return this;
}

其中 value 是一个字符数组，用来存储字符序列；count 用来表示字符序列中实际有效的字符数量。

当 count -= len 执行之前，value 的字符内容为“沉默王二”，count 为 4。我是怎么知道的呢？通过 IDEA 的 debug 视图，截图为证。