狼窩

來看一段簡單的範例程式：

猜猜它們的結果會不會一樣！？

先補上其他部分的程式碼：

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如果你不熟析Java，那麼它的結果可能會讓你有點吃驚：

在Java中，p2的內容也一併被修改了！

這是因為在Java中，所有的物件，即所有非原生資料型態(primitive data type)的變數，都是參考!

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何謂參考(reference)？wiki中對參考的解釋，我覺得寫的不錯：「a reference is an object containing information about how to locate and access the particular data item, as opposed to containing the data itself.」
參考的概念很像指標，它們同樣只保存關於「如何存取某筆資料」的資訊(像是指標中所指向的記憶體位址)；但並不保存「該筆資料」本身。

因此，上述的範例中，兩種語言在寫法上雖然非常相似，但是所描述的行為卻是不同的。
我下方的圖簡單說明：




在C++中，「p2 = p1」的意義是將p1物件的內容複製一份給p2；
然而在Java中，p2與p1都是參考，因此「p2 = p1」的意義是將p1所指向的物件的參考複製一份給p2。
這樣的作法有點類似C/C++中的指標。
若將上述的C++範例改寫為使用指標的話：
那其行為與結果就會與上述的Java範例中類似了。

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每種程式語言對於參考的支援也都不盡相同。
在Java中所有的物件都是一個參考，這是Java的特性之一。Java的參考不支援算術運算，也不能對其取址，不過可以改變該參考所指之處。
像上述的Java範例中，你可以將p2改為指向p3所指向的物件實體：

如此一來，p2與p3所指向的就是同一個物件實體了。


C++中也支援參考，寫法如下：


上例中，p2宣告為一個參考，與p1指向同一塊記憶體。

注意這邊&是寫在資料型態後面，代表的是參考，是C++才有的寫法，C並不支援。
(在C中，有個很類似的寫法，就是寫在變數(variable)前面的 & ，代表針對該變數取址，通常作為指標用。
此兩處的&所代表的意義是不同的，請小心不要混淆。)

C++中的參考，必須在宣告時就指定其所指之處，且不得改變。

在C++中，使用參考存取記憶體中的資料時，不需要像指標變數那般，使用不同的語法(syntax)來存取所指向的資料；
像是使用「*」運算子取值，或是使用「->」運算子存取成員(member)。
因此，一個宣告為參考的變數，在使用上就如一般的變數般：

因此，C++的參考，更像是一個別名(Alias)。

但注意！千萬別學Java企圖用「=」(assignment operator)讓C++中的參考指向別處，像下面這個例子(程式碼接續上例)：





在上例中，「p2 = p3」等同於「p1 = p3」！
結果不僅p2還是與p1指向同一塊記憶體，且p1的內容也被修改了。
(更別異想天開寫出「&p2 = &p3」...即便是在C也不允許修改變數位址的，否則就天下大亂了...。)

前幾個例子其實看不太出在C++使用參考的好處，
事實上，C++的參考，比較常用的場合是在呼叫函式時，傳遞參數給函式的時候，稱為call by reference。在C++的標準函式庫中，很常見到這樣的作法，如srting類別的compare函式：
這樣做的好處，與C的傳址呼叫(call by address)是一樣的，就是避免傳遞大型資料結構時，複製資料所需的時間。

而需要注意的事也一樣，就是在函式中若修改了該參數的內容，則原本作為參數的變數也會一併被修改。這也是為什麼compare的str參數前面還加上了const。



回到最一開始的範例：

同樣是類似的寫法，在C++中代表的是變數內容的複製，在Java中代表的卻是參考的複製，這是兩者產生的結果有所不同的原因。

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物件的複製

那麼，在Java中，要如何做才能真正複製一個物件呢？
答案是使用Object類別的clone方法。

首先你必須先實作Cloneable這個介面： 幸運的是Cloneable本身並沒有定義任何成員需要實作。
但你還需要覆寫(override)Object類別中的public Object clone()這個方法(method)：
接著，只要把p2 = p1改成：
通常就可以了...

為什麼說通常呢？因為物件複製(object copy)的問題還不僅如此，
上例中以super呼叫了父類別Object的clone方法來複製物件，但是Object類別的clone方法執行的是shallow copy，也就是說，如果當欲複製之物件的成員中，也有物件的時候，該成員只會將其參考複製而已！
(反之，則稱為deep copy。)

如果你希望該成員也要進行複製，那麼你也必須針對該成員所屬的類別作一樣的事：
實作Cloneable介面、覆寫clone方法！

同樣的問題連C++也會遇到，就是當欲複製之物件的成員中，有指標的時候。
C++中的同類別的物件在複製的時候，是透過copy constructor或copy assignment operator，兩者都是C++的special member functions，由編譯器(compiler)自動實作，而有需求的話programmer可自行override。

而預設上，無論是copy constructor還是copy assignment operator都是執行shallow copy。因此，若你希望執行deep copy，則必須將兩者覆寫。