深入理解 Java 參數傳遞：值傳遞與引用傳遞的記憶體模型解析

Java 只有「值傳遞」一種參數傳遞機制，但基本型別與參考型別在記憶體中的表現截然不同。本文結合堆疊與堆記憶體模型，透過程式碼與圖示詳細解析兩者差異，並釐清 String 的特殊行為。

核心結論

Java 一律採用值傳遞。差別在於「傳遞的值是什麼」：

• 基本型別：傳遞的是資料值的複製品。
• 參考型別：傳遞的是物件在堆記憶體中的位址（引用）的複製品。

基本型別參數傳遞

public class ParameterTransfer {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 30;
        System.out.println("呼叫前 num = " + num); // 30
        add(num);
        System.out.println("呼叫後 num = " + num); // 30（未改變）
    }

    public static void add(int param) {
        param = 100; // 只修改區域變數副本
    }
}

記憶體模型：

1. main 堆疊框架分配 num（位址 AD8500），值為 30。
2. 呼叫 add 時，在堆疊新建框架，分配 param（位址 AD8600），複製值 30。
3. 修改 param 只影響 AD8600，AD8500 不變。

參考型別參數傳遞

public class ParameterTransfer {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = new String[] {"huixin"};
        System.out.println("呼叫前 array[0] = " + array[0]); // huixin
        reset(array);
        System.out.println("呼叫後 array[0] = " + array[0]); // hello, world!
    }

    public static void reset(String[] param) {
        param[0] = "hello, world!"; // 修改堆中同一物件內容
    }
}

記憶體模型：

1. main 堆疊 array（AD9500）存放堆位址 BE2500。
2. 堆 BE2500 存放陣列物件，array[0] 指向字串 "huixin"。
3. 呼叫 reset，堆疊新建 param（AD9600），複製位址 BE2500。
4. 兩個引用指向同一堆物件，透過任一引用修改內容，另一端可見。

String 的特殊行為

String 是參考型別，但表現像基本型別：

public static void change(String s) {
    s = "new value"; // 重新指向新物件
}
String str = "old";
change(str);
System.out.println(str); // 仍輸出 "old"

原因有二：

1. 不可變性：String 內部封裝 char[]，任何「修改」操作實際上都是建立新物件。
2. 引用重新指向：方法內 s = "new value" 只是讓區域變數 s 指向新字串物件，不影響呼叫端的 str 引用。

總結

理解記憶體模型是掌握 Java 參數傳遞本質的關鍵：無論何種型別，傳遞的都是「值」的副本。