ラムダ式で、なぜ外側に定義された配列の値を変更できるのか

Question

###知りたいこと
ラムダ式について勉強しています。
変数のスコープについて、
外部の変数をラムダ式で参照するとき、変数はFinalもしくは実質的Finalでなければならないことを確認しました。

Integer in = 4;
MyLambda s = s= a -> a > in++; //コンパイルエラー
in = 1; // コンパイルエラー

@FunctionalInterface
interface MyLambda {
	boolean range(Integer integer);
}

変数を配列にするとラムダ式内で変更が可能になるということもネットで知り、確かめました。

Integer[] inte = { 4 };
MyLambda ss = a -> a > inte[0]++; // ラムダ式外部に定義された配列の値は変更可能
inte[0] = 1; //これもいける

このようなことができるのは、配列とラッパークラスの何が違うためでしょうか。
理由を知っている方がいらっしゃいましたら教えていただきたいです。

Answer 1

メモリ内での変数の扱いを意識すると納得出来るのではないかと思います．

Javaでは，ローカル変数はスタック領域に確保されます．
スタック領域の変数は，スコープが変わるとアクセスできません．
従って，ラムダ式の中から別のスコープに移る（別の関数を呼び出す等する）と，スコープが無効になるので，それでもなお書き変えられるようにするには参照でなければなりません．
おそらくJavaではFinalに限定することで，この問題を未然に防いでいるのだと思います．

対して，配列やオブジェクトは，参照用の変数がスタックに確保され，実体はヒープ領域に確保されます．

配列やオブジェクトの変数として見えているのは，ヒープ領域に確保された実体への参照です．
これはスタックにあるので，参照を変える事はできませんが，ヒープ領域への参照が確立されている為，実体の変更は可能というわけです．

いかがでしょうか．

Comments

[zoemond]

一番深い原理がわかりました。
ありがとうございます。

Answer 2

値を変えるというと少し分かりにくいですが、「再代入ができない」と考えると分かりやすいかも知れません。
in++というのはin += 1と同様に再代入の操作ですので、実質的finalの変数には使えません。

そして、キャプチャーした変数の値自体は変更できない、
つまり実質的finalでなければなりませんが、
その変数のオブジェクトに内包されるフィールドは書き換えることができます。

配列でなくても、
例えばArrayListなどをキャプチャーして、そこに要素を追加することはできます。
配列の場合もオブジェクトのフィールドと同様に書き換えが可能だということです。

以下の例はコンパイルエラーになりません。

class A {
    int x;
}

final A o = new A();
o.x = 4;
MyLambda ss = a -> a > o.x++;
o.x = 1;

この場合、o自体が再代入されていなければ問題ないことになります。

Comments

[zoemond]

shironegiさんの回答と合わせて見て、例示が具体的だったため理解が深まりました。
よくわかりました。ありがとうございました。

Answer 3

ラッパークラスには、自身の値を変更するメソッドがありません。
変数の値を変更するには、別オブジェクトの代入が必要になるため、finalな変数では値の変更が出来ません。
配列では、配列自身がfinalでも、内部のオブジェクトは（finalではないため）変更が出来ます。

Comments

[zoemond]

回答していただきましてありがとうござます。
自身の値を変更するメソッドがあるクラスというものが思いつきませんでした。
ラッパークラスと配列の違いという質問に的確に答えていただいたのですが、私の理解が深いところまで及びませんでした。