为什么Java中你写的swap()函数无法实现两数交换？你真的深入了解Java中的栈和堆了吗？

作为一个Java初学者，相信我们都会写过swap(int a,int b)函数，然后写完运行之后我们会发现，它其实无法完成我们对两个数交换的要求，这是为什么呢？要解决这个问题，我们需要了解到JVM中的栈区和堆区两个。

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🌈JVM的栈区和堆区：

栈：栈区是一个数据结构，它的特点是先进后出，栈中存储的是方法的临时变量（局部变量和形参），它随着方法栈帧（方法在调用过程中申请的一块空间）一同存在和销毁，当方法调用结束，方法栈桢弹出，方法中所有的临时变量全部销毁。

堆：在Java中所有使用关键字new产生的对象都储存在堆中，对于new出来的引用数据类型而言，保存它的是一块堆内存的地址。

代码示例：

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr=new int[]{10,20};
    }
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对于上述代码的解释：
1.该语句在堆上产生了一个数组对象，数组对象保存了两个数组元素10和20，在堆中存储。
2.在栈上开辟了一个局部引用数据类型变量arr保存了堆中数组的首地址。

若是理解不透彻，详细可以去看这篇带图讲解的博客，：Java中基本数据类型和引用数据类型存放的位置（栈内存和堆内存）

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🌈为什么swap()无法实现交换两个数呢？

代码：

package Java_1;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        int x=10;
        int y=20;
        swap(x,y);
        System.out.println("在main方法中 ： "+"x = "+x+",y = "+y);
    }
    private static void swap(int x, int y) {
        int tmp=x;
        x=y;
        y=tmp;
        System.out.println("在swap方法中 ： "+"x = "+x+",y = "+y);
    }
}
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结果输出：

原因：

首先是main方法先入栈，栈中存储main方法的形参args和临时变量x、y，然后main方法运行到swap()函数处卡住，等待swap()运行结束，于是产生一个swap()栈帧压入栈中，swap中存储形参x、y和临时变量tmp，交换结束之后形参完成交换，但是不影响main方法中的x、y值，之后swap()运行到函数末尾，所以swap()出栈，里面的x、y、tmp变量全部被销毁，所以main中的x、y无法完成交换，最后main方法也会运行到结尾而出栈被销毁。总的来说，完成交换的是swap()中的形参变量，而main方法中的x、y没有改变。

图示：

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🌈如何使用swap()实现交换两个数呢？

代码（使用arr数组来实现两数交换）：

package Java_1;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr=new int[]{10,20};
        swap(arr);
        System.out.println("在main方法中 ： "+"arr[0] = "+arr[0]+",arr[1] = "+arr[1]);
    }
    private static void swap(int[] Arr) {
        int tmp=Arr[0];
        Arr[0]=Arr[1];
        Arr[1]=tmp;
        System.out.println("在swap方法中 ： "+"arr[0] = "+Arr[0]+",arr[1] = "+Arr[1]);
    }
}
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结果输出：

原因：

首先是main方法先入栈，栈中存储main方法的形参args和临时变量arr，其中arr存储的是数组首元素的地址，数组的元素存储在堆中，然后产生一个swap()栈帧压入栈中，swap中的形参Arr接收的是main方法中的arr变量，也就是数组元素的首地址，所以Arr和arr可以看作是共同控制堆中数组的一个变量(类似于两个遥控器，可以共同操控一个东西)，swap()运行完成之后,虽然Arr会被销毁，但是arr仍然可以访问堆中已经被交换的元素，一个遥控器坏了另外一个仍然可以使用，所以它可以完成元素的交换。

图示：