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Java 參數傳遞機制深度解析：值傳遞與引用傳遞的真相

編輯：Java 相關知識

核心結論先行

Java 唯一支援「值傳遞」。 所謂「引用傳遞」實為「傳遞引用的值」(傳遞物件參考的副本)。理解此點是避免 Java 參數傳遞誤區的關鍵。

程式碼實證分析

class Number {
    int i;
}

public class Assignment {
    public static void main(String[] args) {
        Number n1 = new Number();
        Number n2 = new Number();
        n1.i = 9;
        n2.i = 47;
        System.out.println("1: n1.i= " + n1.i + ", n2.i= " + n2.i);
        
        n1 = n2;  // 關鍵操作：參考重新指向
        
        System.out.println("2: n1.i= " + n1.i + ", n2.i= " + n2.i);
        
        n1.i = 27;  // 透過 n1 修改物件內容
        
        System.out.println("3: n1.i= " + n1.i + ", n2.i= " + n2.i);
    }
}

執行結果

1: n1.i= 9, n2.i= 47
2: n1.i= 47, n2.i= 47
3: n1.i= 27, n2.i= 27

記憶體模型逐步拆解

初始狀態 (步驟 1 後)

Stack (main)          Heap
┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│ n1 ──────────┼────►│ Number obj   │
│              │     │ i = 9        │
└──────────────┘     └──────────────┘
┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│ n2 ──────────┼────►│ Number obj   │
│              │     │ i = 47       │
└──────────────┘     └──────────────┘

n1、n2 為區域變數 (儲存在 stack)，各自持有指向不同 Number 物件的參考 (記憶體位址)。

執行 `n1 = n2` 後 (步驟 2)

Stack (main)          Heap
┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│ n1 ──────────┼────┐│ Number obj   │
│              │    ││ i = 9        │ (無參考指向，成 GC 目標)
└──────────────┘    │└──────────────┘
┌──────────────┐    │
│ n2 ──────────┼────┘
│              │     ┌──────────────┐
└──────────────┘     │ Number obj   │
                     │ i = 47       │◄── n1、n2 共同指向同一物件
                     └──────────────┘

n1 = n2 將 n2 的參考值 (記憶體位址) **複製** 給 n1。此為「值傳遞」——傳遞的是參考的值，而非參考本身。原 n1 指向的物件失去參考，成為垃圾回收目標。

執行 `n1.i = 27` 後 (步驟 3)

Stack (main)          Heap
┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│ n1 ──────────┼────┐│ Number obj   │
│              │    ││ i = 27       │◄── 透過任一參考修改，影響共享物件
└──────────────┘    │└──────────────┘
┌──────────────┐    │
│ n2 ──────────┼────┘
│              │
└──────────────┘

n1、n2 指向同一物件，透過任一參考修改欄位，另一參考讀取時皆見更新值。這是「共享可變物件」特性，非「引用傳遞」。

方法呼叫參數傳遞實證

情況 A：基本型別 (確實為值傳遞)

void modifyPrimitive(int x) {
    x = 20;  // 修改副本
}

int a = 10;
modifyPrimitive(a);
// a 仍為 10

情況 B：物件參考 (傳遞參考的值)

void modifyReference(Number num) {
    num.i = 20;        // ✅ 修改共享物件內容 - 可見
    num = new Number(); // ❌ 修改區域參考指向 - 外部不可見
    num.i = 30;
}

Number n = new Number();
n.i = 10;
modifyReference(n);
// n.i == 20 (第一行生效)
// n.i != 30 (第二行建立新物件，區域變數 num 指向新物件，外部 n 不受影響)

情況 C：嘗試交換兩物件參考 (失敗)

void swap(Number a, Number b) {
    Number temp = a;
    a = b;
    b = temp;  // 僅交換區域參考副本
}

Number n1 = new Number(); n1.i = 1;
Number n2 = new Number(); n2.i = 2;
swap(n1, n2);
// n1.i 仍為 1, n2.i 仍為 2

若需交換，必須回傳新物件、使用陣列/集合包裝、或設計可變容器類別。

關鍵概念釐清表

概念	說明	Java 是否支援
值傳遞	複製變數實際值 (基本型為資料值，參考型為記憶體位址)	✅ 唯一機制
引用傳遞	傳遞變數別名，可在方法內修改呼叫端變數綁定的物件	❌ 不支援
共享可變物件	多參考指向同一物件，透過任一參考修改狀態皆可見	✅ 參考型別天然特性
參考副本	方法參數獲得呼叫端參考的複製品，指向同一物件	✅ 參數傳遞本質