Java 应用程序中的按值传递语义

2019-11-18 13:25:45

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供稿：网友

　　几个月前，developerWorks 发布了我的书 PRactical java 中的一些节选，该书是由 Addison-Wesley 出版的。首先我将利用 developerWorks 上的此栏目回答读者提出的一些问题，然后对有关这些节选的各种评论作一答复。
　　
　　
　　
　　节选理解参数是按值而不是按引用传递的说明 Java 应用程序有且仅有的一种参数传递机制，即按值传递。写它是为了揭穿普遍存在的一种神话，即认为 Java 应用程序按引用传递参数，以避免因依靠“按引用传递”这一行为而导致的常见编程错误。
　　
　　
　　
　　对此节选的某些反馈意见认为，我把这一问题搞糊涂了，或者将它完全搞错了。许多不同意我的读者用 C++ 语言作为例子。因此，在此栏目中我将使用 C++ 和 Java 应用程序进一步阐明一些事实。
　　
　　
　　
　　要点
　　
　　读完所有的评论以后，问题终于明白了，至少在一个主要问题上产生了混淆。某些评论认为我的节选是错的，因为对象是按引用传递的。对象确实是按引用传递的；节选与这没有冲突。节选中说所有参数都是按值 -- 另一个参数 -- 传递的。下面的说法是正确的：在 Java 应用程序中永远不会传递对象，而只传递对象引用。因此是按引用传递对象。但重要的是要区分参数是如何传递的，这才是该节选的意图。Java 应用程序按引用传递对象这一事实并不意味着 Java 应用程序按引用传递参数。参数可以是对象引用，而 Java 应用程序是按值传递对象引用的。
　　
　　
　　
　　C++ 和 Java 应用程序中的参数传递
　　
　　Java 应用程序中的变量可以为以下两种类型之一：引用类型或基本类型。当作为参数传递给一个方法时，处理这两种类型的方式是相同的。两种类型都是按值传递的；没有一种按引用传递。这是一个重要特性，正如随后的代码示例所示的那样。
　　
　　
　　
　　在继续讨论之前，定义按值传递和按引用传递这两个术语是重要的。按值传递意味着当将一个参数传递给一个函数时，函数接收的是原始值的一个副本。因此，假如函数修改了该参数，仅改变副本，而原始值保持不变。按引用传递意味着当将一个参数传递给一个函数时，函数接收的是原始值的内存地址，而不是值的副本。因此，假如函数修改了该参数，调用代码中的原始值也随之改变。
　　
　　
　　
　　关于 Java 应用程序中参数传递的某些混淆源于这样一个事实：许多程序员都是从 C++ 编程转向 Java 编程的。C++ 既包含非引用类型，又包含引用类型，并分别按值和按引用传递它们。Java 编程语言有基本类型和对象引用；因此，认为 Java 应用程序像 C++ 那样对基本类型使用按值传递，而对引用使用按引用传递是符合逻辑的。究竟您会这么想，假如正在传递一个引用，则它一定是按引用传递的。很轻易就会相信这一点，实际上有一段时间我也相信是这样，但这不正确。
　　
　　
　　
　　在 C++ 和 Java 应用程序中，当传递给函数的参数不是引用时，传递的都是该值的一个副本（按值传递）。区别在于引用。在 C++ 中当传递给函数的参数是引用时，您传递的就是这个引用，或者内存地址（按引用传递）。在 Java 应用程序中，当对象引用是传递给方法的一个参数时，您传递的是该引用的一个副本（按值传递），而不是引用本身。请注重，调用方法的对象引用和副本都指向同一个对象。这是一个重要区别。Java 应用程序在传递不同类型的参数时，其作法与 C++ 并无不同。Java 应用程序按值传递所有参数，这样就制作所有参数的副本，而不管它们的类型。
　　
　　
　　
　　示例
　　
　　我们将使用前面的定义和讨论分析一些示例。首先考虑一段 C++ 代码。C++ 语言同时使用按值传递和按引用传递的参数传递机制：
　　
　　
　　
　　清单 1：C++ 示例 #include
　　
　　#include
　　
　　
　　
　　void modify(int a, int *P, int &r);
　　
　　
　　
　　int main (int argc, char** argv)
　　
　　{
　　
　　int val, ref;
　　
　　int *pint;
　　
　　
　　
　　val = 10;
　　
　　ref = 50;
　　
　　pint = (int*)malloc(sizeof(int));
　　
　　*pint = 15;
　　
　　
　　
　　printf("val is %d/n", val);
　　
　　printf("pint is %d/n", pint);
　　
　　printf("*pint is %d/n", *pint);
　　
　　printf("ref is %d/n/n", ref);
　　
　　
　　
　　printf("calling modify/n");
　　
　　//按值传递 val 和 pint，按引用传递 ref。
　　
　　modify(val, pint, ref);
　　
　　printf("returned from modify/n/n");
　　
　　
　　
　　printf("val is %d/n", val);
　　
　　printf("pint is %d/n", pint);
　　
　　printf("*pint is %d/n", *pint);
　　
　　printf("ref is %d/n", ref);
　　
　　
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　
　　
　　void modify(int a, int *p, int &r)
　　
　　{
　　
　　printf("in modify.../n");
　　
　　a = 0;
　　
　　*p = 7;
　　
　　p = 0;
　　
　　r = 0;
　　
　　printf("a is %d/n", a);
　　
　　printf("p is %d/n", p);
　　
　　printf("r is %d/n", r);
　　
　　}
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　这段代码的输出为：
　　
　　
　　
　　清单 2：C++ 代码的输出 val is 10
　　
　　pint is 4262128
　　
　　*pint is 15
　　
　　ref is 50
　　
　　
　　
　　calling modify
　　
　　in modify...
　　
　　a is 0
　　
　　p is 0
　　
　　r is 0
　　
　　returned from modify
　　
　　
　　
　　val is 10
　　
　　pint is 4262128
　　
　　*pint is 7
　　
　　ref is 0
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　这段代码声明了三个变量：两个整型变量和一个指针变量。设置了每个变量的初始值并将其打印出来。同时打印出了指针值及其所指向的值。然后将所有三个变量作为参数传递给 modify 函数。前两个参数是按值传递的，最后一个参数是按引用传递的。modify 函数的函数原型表明最后一个参数要作为引用传递。回想一下，C++ 按值传递所有参数，引用除外，后者是按引用传递的。
　　
　　
　　
　　modify 函数更改了所有三个参数的值：
　　
　　
　　
　　将第一个参数设置为 0。
　　
　　将第二个参数所指向的值设置为 7，然后将第二个参数设置为 0。
　　
　　将第三个参数设置为 0。
　　
　　
　　
　　将新值打印出来，然后函数返回。当执行返回到 main 时，再次打印出这三个参数的值以及指针所指向的值。作为第一个和第二个参数传递的变量不受 modify 函数的影响，因为它们是按值传递的。但指针所指向的值改变了。请注重，与前两个参数不同，作为最后一个参数传递的变量被 modify 函数改变了，因为它是按引用传递的。
　　
　　
　　
　　现在考虑用 Java 语言编写的类似代码：
　　
　　
　　
　　清单 3：Java 应用程序 class Test
　　
　　{
　　
　　public static void main(String args[])
　　
　　{
　　
　　int val;
　　
　　StringBuffer sb1, sb2;
　　
　　
　　
　　val = 10;
　　
　　sb1 = new StringBuffer("apples");
　　
　　sb2 = new StringBuffer("pears");
　　
　　System.out.println("val is " + val);
　　
　　System.out.println("sb1 is " + sb1);
　　
　　System.out.println("sb2 is " + sb2);
　　
　　System.out.println("");
　　
　　
　　
　　System.out.println("calling modify");
　　
　　//按值传递所有参数
　　
　　modify(val, sb1, sb2);
　　
　　System.out.println("returned from modify");
　　
　　System.out.println("");
　　
　　
　　
　　System.out.println("val is " + val);
　　
　　System.out.println("sb1 is " + sb1);
　　
　　System.out.println("sb2 is " + sb2);
　　
　　}
　　
　　
　　
　　public static void modify(int a, StringBuffer r1,
　　
　　StringBuffer r2)
　　
　　{
　　
　　System.out.println("in modify...");
　　
　　a = 0;
　　
　　r1 = null; //1
　　
　　r2.append(" taste good");
　　
　　System.out.println("a is " + a);
　　
　　System.out.println("r1 is " + r1);
　　
　　System.out.println("r2 is " + r2);
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　这段代码的输出为：
　　
　　
　　
　　清单 4：Java 应用程序的输出 val is 10
　　
　　sb1 is apples
　　
　　sb2 is pears
　　
　　
　　
　　calling modify
　　
　　in modify...
　　
　　a is 0
　　
　　r1 is null
　　
　　r2 is pears taste good
　　
　　returned from modify
　　
　　
　　
　　val is 10
　　
　　sb1 is apples
　　
　　sb2 is pears taste good

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