Java 名稱 參考 以及 物件(續)

如果以之前說的觀念，將『名稱』『參考』『物件』這三個名稱分隔清
楚，那在討論轉型的時候就會更加明確了。

以這個例子來說：

    Object o = (Object) new String("This is a String.");

一般的書可能會說成『將這個 String 型別的物件轉型成 Object 型別的物
件』，其實這樣說也是不完全正確的。如果你還記得的話應該可以發現：

    new String("This is a String.");

這個敘述除了會在電腦的記憶體某處產生一個物件之外，他還會傳回指向這
個物件的『參考』。而且查書也可以發現 new運算 的執行優先權高於強制轉
型的運算，而轉型運算會優於 = 的指定運算，也就是說第一個式子會先運算
new 的部分，然後把結果做轉型運算，最後再做指定運算。所以很明顯的

    (Object) .....;

這個運算並不是將物件做轉型，而是將 new 運算的結果做轉型，換句話說就
是把『參考』轉型。所以你發現了嗎？

『物件』根本不會轉型，會轉型的是『參考』。

這就是我之前在其它討論串中所說的，不管如何轉型，Java 都會記住物件原
來是屬於什麼類別的，因為物件從頭到尾都沒有變過，變的是參考。至於
JVM 如何處理『參考』轉型後對物件方法以及物件欄位的呼叫，就跟 JVM
如何處理類別的程式碼，以及 JVM 如何處理物件的資料有關，這邊就不多加
討論。

實際上，原來的式子不強制轉型也是可行的。如：

    Object o = new String("This is a String");

為什麼 JVM 允許這樣做呢？因為 String 是 extends Object 的。讓我舉個
例子吧。之前說過變數是一個容器，一個用來放置參考的容器，如果我們有
一個杯子，這個杯子規定只能放入液體，那麼你可以把水放進去，也可以把
油放進去，也可以把果汁放進去，因為這些東西都是液體，也就是說 水 油
跟 果汁 都是 extends 液體，所以非常直覺的，放這些東西進去都不會出現
問題。但是如果今天是一顆蘋果，或是一袋花生，那就不能被塞到杯子裡，
因為這些東西根本不是液體，不能放進去也是很正常的。如果今天我們把蘋
果強制幾成果汁，把花生強制炸成花生油，那就可以放置。如果今天要塞進
去的是一把火，因為他跟液體扯不上關係，所以他本身不能放進去這個杯子
，火也沒有辦法強制變成液體，這時候火就是完全無法放入杯子裡的。所以
如果現在有一個式子：

    String str = (String) o;

這是可行的，因為 o 這個變數裡面的參考指向的是 String 的物件，所以可
以把 o 裡面所包含的參考轉型為 String 的格式，然後再把這個參考複製一
份放入 str 這個變數中。但是如果是：

    System s = (System) o;

那就會出問題。因為 o 變數裡面的參考指向的是 String 物件，如果將這個
參考變成 System 格式，那就再也無法參考到 String 物件了，所以這個轉
型會發生例外。

Java 名稱 參考 以及 物件

常常看到一些把 名稱 參考 以及 物件 之間搞混，
而產生困擾的狀況，所以我再來閒聊一下這方面的話題好了。
(以 reference type 的變數為例，非 primitive type 變數)

以下面這兩個敘述為例：

    StringBuffer sb = new StringBuffer("Test");

   sb.append(" names!");

我想一般的書會這樣解釋，" 產生一個 StringBuffer 類別的物件 sb "
" 呼叫物件 sb 的 append 方法將字串附加進物件中 "，這兩句話基本上並沒
有錯，但是卻很容易造成初學者的誤會，以為 "sb" 就是物件。

其實這是一種語言描述不精確的問題，這小小的誤會可能會造成之後學習
過程中很大的困擾。如果要精確的說，那並不能稱 sb 為物件，sb 這兩個字
母只不過是一個 name，也就是一個 "名稱" 而已，方便我們拿來稱呼某個物
件的名稱，也就是說 "sb 代表一個物件，但 sb 本身不是物件"。就像我們每
個人都有一個名字，你也可以替你家的貓，狗，甚至是電腦取一個名字。如果
你家的電腦叫做 "小花花"，那這個 "小花花" 只是用來幫助我們提到你家的
電腦時用來稱呼的名詞，"小花花" 這三個字並不一台電腦，也不是你家的電
腦，它只是一個名字。

那物件在那裡呢？

在 Java 中，物件是被藏起來的，除非你手上握有關於物件的線索，否則
這個就永遠無法跟物件聯絡，而且就算你握有物件的線索，也無法 "直接" 操
控這個物件，而必須要通過這個線索去控制物件。如果有位媽媽自己生產了一
個小孩，沒有醫院的出生證明，沒有名字，沒有身份資料，那對政府來說，這
個小孩就等於是不存在。如果政府有小孩的相關資料，他可以寫信請小孩打預
防針，可以派人去家庭訪問，可以透過某種方式操控小孩，但是政府無法親身
直接作這些事( "政府自己來家庭訪問 而不是派人來家庭訪問" 這句話聽起
來就很奇怪吧)。程式設計師就是政府，他可以透過某種東西來操控物件，而
沒有辦法直接控制物件。

這種東西就稱為 "參考"。

參考就是物件的線索，我們可以透過參考來找到物件，就像透過身份證號
碼來找人一樣。如果我們失去了物件的參考，那我們就喪失了尋找物件的線索
，那這個物件對程式設計師來說就等於是不存在了，即使這物件仍在記憶體某
處，也一樣再也無法找到它。

那 "參考" 在那裡？

參考就放在名稱裡。畫成圖示的話是這樣：

    ____________

   |          |

   |          |

   |   參考 -----------> 某物件

   |          |

   |__________|

框框即為 "名稱"。"參考的樣式" 以及 "物件的樣式" 稱為 "型別"。所以：

    new StringBuffer("Test");

會在記憶體的某處產生一個物件，而這個物件的樣式是 StringBuffer 的格式
。同時敘述會產生一個要找到物件的線索，也就是這個物件的參考，但是這個
敘述並沒有將此參考儲存起來，而將這個參考隨意丟棄，於是這個物件生成的
同時也就失蹤了，從此再也找不到這個物件。為了避免這種狀況，我們必須先
製造一個容器放置這個參考。

    StringBuffer sb;

這個敘述做了一個名字為 sb 的容器，其樣式為 StringBuffer 樣式，所以他
可以放置 StringBuffer 樣式的東西。於是：

    sb = new StringBuffer("Test");

就是在產生一個物件的同時，將這個物件的參考放進 sb 這個容器中。因為參
考放在 sb 中，所以以後就可以隨時利用 sb，拿到 sb 裡面的參考，藉由參
考來找到物件。我們可以將上面兩個式子合寫成：

    StringBuffer sb = new StringBuffer("Test");

做的事情是一樣，只是打字少打幾個字，排列方式不太一樣而已。所以當我們
看到：

    sb.append(" names!");

時，事實上，他是利用 sb 去拿到存放在 sb 裡面的參考，再利用這個參考去
找到某一個物件，然後執行這個物件的 append() 方法。平常所稱呼的 "物件
sb" 只是一個方便用的稱呼方式，並非表示 sb 本身就是物件。搞清楚這一點
之後再看看一般初學者會感到疑問的敘述式：

    String str1;

   String str2;



   str1 = new String("First");

   str2 = str1;

   str2 = new String("Second");

為甚麼 str1 還是原來的 "First" 而不會變成 "Second" 呢？聰明的你知道
原因了嗎？因為 str2 = str1; 這一個敘述，是將 str1 裡面所放置的參考
"複製" 一份，放到 str2 裡面。這時候物件只有一個，但是有兩個參考都指
向同一個物件，這兩個參考分別放在 str1 跟 str2 中。當執行 str2 =
new String("Second"); 的時候，會將新的物件的參考放入 str2 中，把原先
舊的參考覆蓋掉，完全沒有影響到 str1 中的參考，所以變成有兩個參考分別
指向兩個不同的物件。

不知道這種說法，會不會讓初學者更了解 Java 的機制呢？還是更模糊了
？ @_@|||