Java 參考傳遞深度解析：引用與對象實例的區別

核心結論

Java 只有值傳遞。傳遞物件時，傳的是引用的副本（指向同一堆內存對象）。引用變量可指向子類實例，但編譯期類型決定可訪問成員。

代碼演示

package test;

public class FatherClass { protected int i = 0; }

public class Child extends FatherClass {
    public int i1 = 1;
    public void function() { System.out.println("call Child function"); }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 父類引用指向子類實例
        FatherClass f = new Child();
        // f.function(); // 編譯錯誤：FatherClass 無此方法
        System.out.println(f.getClass()); // class test.Child

        // 2. 向下轉型：子類引用指向同一實例
        Child c1 = (Child) f;
        c1.function(); // 正常調用
        System.out.println(c1.getClass()); // class test.Child

        // 3. 反射繞過編譯期檢查
        Method m = Child.class.getMethod("function");
        m.invoke(f); // 正常輸出（運行時類型為 Child）

        // 4. 危險：子類引用指向父類實例
        Child c2 = (Child) new FatherClass(); // 編譯通過，運行拋 ClassCastException
        m.invoke(c2); // 異常
    }
}

執行輸出

the entrance.
----------------
test.Child@2a139a55
class test.Child
----------------
call Child function
test.Child@2a139a55
class test.Child
call Child function
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: test.FatherClass cannot be cast to test.Child

關鍵知識點

1. 引用類型 vs 實例類型：FatherClass f = new Child()，引用類型是 FatherClass，實例類型是 Child。
2. 編譯期綁定：只能調用引用類型聲明的成員（f.function() 編譯失敗）。
3. 運行期多態：實例方法調用看實際類型（反射 invoke 亦同）。
4. 向下轉型風險：(Child) new FatherClass() 編譯不報錯，運行必崩——父類實例不是子類。
5. instanceOf 守衛：轉型前務必 if (obj instanceof Child)。

記憶體圖解

棧 (Stack)                    堆
f  ──────────────────────►  Child 實例 (含 i=0, i1=1)
c1 ──────────────────────►  同一 Child 實例
c2 ──────────────────────►  FatherClass 實例 (僅 i=0)  ← 類型不匹配，轉型失敗

搞清「引用」與「實例」的關係，是避免 ClassCastException、正確使用多態的關鍵。