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Java 应用程序中的按值传递语义以及相关评论

  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,以避免因依赖“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,如果函数修改了该参数,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,如果函数修改了该参数,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。毕竟您会这么想,如果正在传递一个引用,则它一定是按引用传递的。很容易就会相信这一点,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。请注意,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 10pint is 4262128*pint is 15ref is 50calling modifyin modify…a is 0p is 0r is 0returned from modifyval is 10pint is 4262128*pint is 7ref 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。请注意,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 10sb1 is applessb2 is pearscalling modifyin modify…a is 0r1 is nullr2 is pears taste goodreturned from modifyval is 10sb1 is applessb2 is pears taste good     这段代码声明了三个变量:一个整型变量和两个对象引用。设置了每个变量的初始值并将它们打印出来。然后将所有三个变量作为参数传递给 modify 方法。    modify 方法更改了所有三个参数的值:     将第一个参数(整数)设置为 0。   将第一个对象引用 r1 设置为 null。   保留第二个引用 r2 的值,但通过调用 append 方法更改它所引用的对象(这与前面的 C++ 示例中对指针 p 的处理类似)。    当执行返回到 main 时,再次打印出这三个参数的值。正如预期的那样,整型的 val 没有改变。对象引用 sb1 也没有改变。如果 sb1 是按引用传递的,正如许多人声称的那样,它将为 null。但是,因为 Java 编程语言按值传递所有参数,所以是将 sb1 的引用的一个副本传递给了 modify 方法。当 modify 方法在 //1 位置将 r1 设置为 null 时,它只是对 sb1 的引用的一个副本进行了该操作,而不是像 C++ 中那样对原始值进行操作。    另外请注意,第二个对象引用 sb2 打印出的是在 modify 方法中设置的新字符串。即使 modify 中的变量 r2 只是引用 sb2 的一个副本,但它们指向同一个对象。因此,对复制的引用所调用的方法更改的是同一个对象。    编写一个交换方法   假定我们知道参数是如何传递的,在 C++ 中编写一个交换函数可以用不同的方式完成。使用指针的交换函数类似以下代码,其中指针是按值传递的:    清单 5:使用指针的交换函数     #include #include void swap(int *a, int *b);int main (int argc, char** argv){ int val1, val2; val1 = 10; val2 = 50; swap(&val1, &val2); return 0;}void swap(int *a, int *b){ int temp = *b; *b = *a; *a = temp;}    使用引用的交换函数类似以下代码,其中引用是按引用传递的:    清单 6:使用引用的交换函数     #include #include void swap(int &a, int &b);int main (int argc, char** argv){ int val1, val2; val1 = 10; val2 = 50; swap(val1, val2); return 0;}void swap(int &a, int &b){ int temp = b; b = a; a = temp;}    两个 C++ 代码示例都像所希望的那样交换了值。如果 Java 应用程序使用“按引用传递”,则下面的交换方法应像 C++ 示例一样正常工作:    清单 7:Java 交换函数是否像 C++ 中那样按引用传递参数     class Swap{ public static void main(String args[]) { Integer a, b; a = new Integer(10); b = new Integer(50); System.out.println(“before swap…”); System.out.println(“a is ” + a); System.out.println(“b is ” + b); swap(a, b); System.out.println(“after swap

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