Java引用传递的陷阱：为什么你修改了参数却无效？

问题场景

在力扣114题「二叉树展开为链表」中，很多开发者会写出这样的代码：

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public void flatten(TreeNode root) {
    // ...处理逻辑
    root = newRoot; // 试图改变根节点
}

但发现外部的root并没有改变。这是为什么？

核心原理

Java中所有参数都是值传递： - 基本类型：传递值的副本 - 对象类型：传递引用的副本（指向同一对象）

问题分析

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// 外部调用
TreeNode myRoot = buildTree();
flatten(myRoot);

// 方法内部
public void flatten(TreeNode root) {
    root = new TreeNode(999); // 无效！
}

关键理解： - root = newRoot 只改变了局部变量的指向 - 外部的 myRoot 仍然指向原对象 - 这就像给了你我家地址的复印件，你修改复印件不会改变我家的实际位置

解决方案

方案1：修改对象内容（推荐）

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public void flatten(TreeNode root) {
    if (root == null) return;
    
    // 不改变root引用，而是修改它指向的对象
    TreeNode left = root.left;
    TreeNode right = root.right;
    
    root.left = null;
    root.right = left;
    // ...继续调整指针
}

方案2：返回新引用

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public TreeNode flatten(TreeNode root) {
    // ...处理逻辑
    return newRoot; // 让调用方接收新引用
}

// 调用方：
// root = flatten(root);

总结

  • 🚫 不要试图通过赋值改变方法参数来影响外部
  • ✅ 要通过参数引用修改它指向的对象内容
  • 💡 理解「引用副本」与「对象本身」的区别是关键

记住：在Java中，你拿到的是地址复印件，不是地址本身。修改复印件不会改变原始地址，但通过复印件找到房子后重新装修，是会看到变化的。

问题场景2

代码：

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class Solution {


    public void flatten(TreeNode root) {
        if(root == null) {
            return;
        }
        TreeNode idle = new TreeNode(0);
        TreeNode index = idle;

        slove(root, index);
        root.left = null;
        root.right = idle.right.right;
    }

    public void slove(TreeNode root, TreeNode index) {
        if(root == null) {
            return;
        }
        TreeNode temp = new TreeNode(root.val);
        index.right = temp;
        index = temp;
        // System.out.print(root.val);
        slove(root.left, index);
        slove(root.right, index);
    }
}

输入输出：

输入

root =

[1,2,5,3,4,null,6]

输出

[1,null,5,null,6]

预期结果

[1,null,2,null,3,null,4,null,5,null,6]

原因分析

让我们结合样例[1,2,5,3,4,null,6]来详细分析你的代码为什么没有达到预期效果。

样例分析

输入树结构：

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   / \
  2   5
 / \   \
3   4   6

预期前序遍历：1→2→3→4→5→6

代码执行过程分析

初始状态

  • idle = TreeNode(0)
  • index = idle (指向虚拟节点0)

第一次调用slove(root, index)

  • root指向节点1
  • 创建temp = TreeNode(1)
  • index.right = temp (0→1)
  • index = temp (index现在指向节点1)

问题开始出现：这里传递的是index的引用副本，不是引用本身！

递归调用slove(root.left, index)

  • root指向节点2
  • index参数是节点1的引用副本
  • 创建temp = TreeNode(2)
  • index.right = temp (1→2)
  • index = temp (index现在指向节点2)

关键问题：这个index的变化只在当前递归层级有效！

继续递归左子树

  • 处理节点3：创建节点3，连接2→3，index指向3
  • 处理节点4：创建节点4，连接3→4，index指向4

返回到节点2的递归

当节点2的递归返回到节点1的递归时：

  • index在节点1的递归中仍然指向节点1！
  • 因为Java是值传递，递归调用中的index变化不会影响上一层的index

调用slove(root.right, index)从节点1

  • root指向节点5
  • index仍然指向节点1（不是期望的节点4）
  • 创建temp = TreeNode(5)
  • index.right = temp (1→5，这覆盖了之前的1→2连接！)
  • index = temp (index现在指向节点5)

这就是问题的根源：节点1的right从指向节点2被改成了指向节点5，丢失了整个左子树！

继续处理节点6

  • 创建节点6，连接5→6

最终构建的链表

实际构建的链表：0→1→5→6

丢失了节点2、3、4，因为：

  1. 节点1先连接了节点2（通过左子树递归）
  2. 但随后节点1又连接了节点5（通过右子树递归），覆盖了之前的连接

为什么root.right = idle.right.right无效

执行root.right = idle.right.right时：

  • idle.right是节点1
  • idle.right.right是节点5（因为节点1→2的连接被覆盖为1→5）
  • 所以实际上是将root的right指向了节点5

最终得到的树：

text

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 \
  5
   \
    6

完全丢失了左子树部分。

核心问题总结

  1. 引用传递问题：Java中对象引用是按值传递，递归调用中对index的修改不会影响上一层的index
  2. 连接覆盖：由于index没有正确更新，导致先建立的连接被后续连接覆盖
  3. 结构破坏：在构建新链表的过程中，原树的结构信息被破坏且无法恢复

这个例子很好地展示了在递归中处理引用时需要特别注意的作用域和值传递问题。