深度解析 Java 參數傳遞：值傳遞還是引用傳遞？

前言：一個經典的困惑

「Java 到底是值傳遞還是引用傳遞？」這是許多 Java 學習者甚至資深開發者常爭論的話題。網路上眾說紛紜，有的說兩者皆有，有的堅稱只有值傳遞。本文將從 JVM 記憶體模型與賦值操作本質出發，結合程式碼實證，徹底釐清這個概念。

核心概念釐清

值傳遞

方法參數為基本資料類型（int、double、boolean 等）時，呼叫方法會將實際參數的值的副本傳給形式參數。兩者在記憶體中佔據不同位置，方法內修改形式參數不影響實際參數。

引用傳遞

方法參數為參考類型（物件、陣列）時，傳遞的是物件在堆記憶體中的記憶體位址（引用）的副本。實際參數與形式參數指向同一個物件，方法內透過形式參數修改物件內部狀態（如欄位值）會影響原物件，但重新指派形式參數指向新物件則不影響實際參數。

程式碼實證

案例一：基本類型傳遞

public class TestPrimitive {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        changeNum(a);
        System.out.println("main a = " + a); // 輸出 10
    }

    static void changeNum(int a) {
        a = 100;
        System.out.println("changeNum a = " + a); // 輸出 100
    }
}

結果解析：main 中的 a 仍為 10。證明基本類型傳遞的是值的副本，方法內操作的是獨立變數。

案例二：參考類型傳遞——修改物件內部狀態

class Person {
    String name;
    Person(String name) { this.name = name; }
    @Override public String toString() { return name; }
}

public class TestRefModify {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("Alice");
        System.out.println("before: " + p); // Alice
        modifyName(p);
        System.out.println("after: " + p);   // Bob
    }

    static void modifyName(Person p) {
        p.name = "Bob"; // 修改物件內部欄位
    }
}

結果解析：main 中的 p 變為 "Bob"。因為形式參數 p 複製了引用值，指向同一個堆上物件，透過引用修改欄位會影響原物件。

案例三：參考類型傳遞——重新指派參考

public class TestRefReassign {
    static Person p1 = new Person("p1");

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("P");
        System.out.println("before: " + p); // P
        changeObj(p);
        System.out.println("after: " + p);  // P (未變！)
    }

    static void changeObj(Person p) {
        p = new Person("pp"); // 形式參數指向新物件
        System.out.println("in method: " + p); // pp
        // p = p1; // 同理，指向靜態物件也不影響外部
    }
}

結果解析：main 中的 p 仍指向 "P"。方法內 p = new Person(...) 只是將區域變數（形式參數）的引用指向新物件，並未改變外部實際參數的引用值。

記憶體圖解與本質解析

賦值操作的本質

• 基本類型：a = b 直接複製記憶體中的位元值。
• 參考類型：refA = refB 複製的是記憶體位址，而非物件本身。兩個引用指向同一物件，但引用變數本身是獨立的棧上變數。

圖解說明：str = "world" 只是讓引用 str 指向新字串物件 "world"，原 "hello" 物件不受影響（若無其他引用將被 GC 回收）。

方法參數傳遞 = 賦值操作

呼叫方法時，實際參數賦值給形式參數，本質就是一次賦值：

• 基本類型：複製值 → 兩獨立變數。
• 參考類型：複製引用（位址） → 兩引用指向同一物件，但引用變數本身獨立。

圖解說明：方法內 p = new Person("pp") 只改變區域引用 p 的指向，外部引用仍指向原物件。

總結

Java 只有值傳遞。

• 基本類型傳遞的是資料值的副本。
• 參考類型傳遞的是引用（記憶體位址）的副本。

方法參數在方法內部是區域變數，其作用域與生命週期僅限於方法執行期間。理解「引用的值被複製」這一點，就能避開所有關於參數傳遞的誤區。

常見面試追問

1. 為什麼 String 是不可變的？ 因為字串常量池與安全性考量，任何「修改」實際都是建立新物件，引用指向新物件，原物件不變。
2. 如何在方法中交換兩個物件引用？ 無法直接交換外部引用，可將物件包裝在陣列或容器類中，或返回新物件由呼叫端重新指派。
3. 集合做為參數傳入方法後，在方法內 list.add() vs list = new ArrayList() 差異？ 前者修改共享物件內容，外部可見；後者僅改變區域引用指向，外部不受影響。

掌握此核心機制，不僅能通過面試，更能在日常開發中避免因誤解參數傳遞而導致的難以排查的 Bug。