關(guān)于這個問題,在StackOverflow上也引發(fā)過廣泛的討論,看來很多程序員對于這個問題的理解都不盡相同,甚至很多人理解的是錯誤的。還有的人可能知道Java中的參數(shù)傳遞是值傳遞,但是說不出來為什么。
在開始深入講解之前,有必要糾正一下大家以前的那些錯誤看法了。如果你有以下想法,那么你有必要好好閱讀本文。
錯誤理解一:值傳遞和引用傳遞,區(qū)分的條件是傳遞的內(nèi)容,如果是個值,就是值傳遞。如果是個引用,就是引用傳遞。
錯誤理解二:Java是引用傳遞。
錯誤理解三:傳遞的參數(shù)如果是普通類型,那就是值傳遞,如果是對象,那就是引用傳遞。
實(shí)參與形參
我們都知道,在Java中定義方法的時候是可以定義參數(shù)的。比如Java中的main方法:
public static void main(String[] args)
這里面的args就是參數(shù)。參數(shù)在程序語言中分為形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)。
形式參數(shù):是在定義函數(shù)名和函數(shù)體的時候使用的參數(shù),目的是用來接收調(diào)用該函數(shù)時傳入的參數(shù)。
實(shí)際參數(shù):在調(diào)用有參函數(shù)時,主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間有數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系。在主調(diào)函數(shù)中調(diào)用一個函數(shù)時,函數(shù)名后面括號中的參數(shù)稱為“實(shí)際參數(shù)”。
簡單舉個例子:
public static void main(String[] args) {
ParamTest pt = new ParamTest();
ptsout("Hollis");//實(shí)際參數(shù)為 Hollis
}
public void sout(String name) { //形式參數(shù)為 name
Systemoutprintln(name);
}
實(shí)際參數(shù)是調(diào)用有參方法的時候真正傳遞的內(nèi)容,而形式參數(shù)是用于接收實(shí)參內(nèi)容的參數(shù)。
值傳遞與引用傳遞
上面提到了,當(dāng)我們調(diào)用一個有參函數(shù)的時候,會把實(shí)際參數(shù)傳遞給形式參數(shù)。但是,在程序語言中,這個傳遞過程中傳遞的兩種情況,即值傳遞和引用傳遞。我們來看下程序語言中是如何定義和區(qū)分值傳遞和引用傳遞的。
值傳遞(pass by value)是指在調(diào)用函數(shù)時將實(shí)際參數(shù)復(fù)制一份傳遞到函數(shù)中,這樣在函數(shù)中如果對參數(shù)進(jìn)行修改,將不會影響到實(shí)際參數(shù)。
引用傳遞(pass by reference)是指在調(diào)用函數(shù)時將實(shí)際參數(shù)的地址直接傳遞到函數(shù)中,那么在函數(shù)中對參數(shù)所進(jìn)行的修改,將影響到實(shí)際參數(shù)。
有了上面的概念,然后大家就可以寫代碼實(shí)踐了,來看看Java中到底是值傳遞還是引用傳遞 ,于是,最簡單的一段代碼出來了:
public static void main(String[] args) {
ParamTest pt = new ParamTest();
int i = 10;
pt.pass(i );
System.out.println("print in main , i is " + i);
}
public void pass(int j) {
j = 20;
System.out.println("print in pass , j is " + j);
}
上面的代碼中,我們在pass方法中修改了參數(shù)j的值,然后分別在pass方法和main方法中打印參數(shù)的值。輸出結(jié)果如下:
print in pass , j is 20
print in main , i is 10
可見,pass方法內(nèi)部對name的值的修改并沒有改變實(shí)際參數(shù)i的值。那么,按照上面的定義,有人得到結(jié)論:Java的方法傳遞是值傳遞。
但是,很快就有人提出質(zhì)疑了(哈哈,所以,不要輕易下結(jié)論咯。)。然后,他們會搬出以下代碼:
public static void main(String[] args) {
ParamTest pt = new ParamTest();
User hollis = new User();
hollis.setName("Hollis");
hollis.setGender("Male");
pt.pass(hollis);
System.out.println("print in main , user is " + hollis);
}
public void pass(User user) {
user.setName("hollischuang");
System.out.println("print in pass , user is " + user);
}
同樣是一個pass方法,同樣是在pass方法內(nèi)修改參數(shù)的值。輸出結(jié)果如下:
print in pass , user is User{name='hollischuang', gender='Male'}
print in main , user is User{name='hollischuang', gender='Male'}
經(jīng)過pass方法執(zhí)行后,實(shí)參的值竟然被改變了,那按照上面的引用傳遞的定義,實(shí)際參數(shù)的值被改變了,這不就是引用傳遞了么。于是,根據(jù)上面的兩段代碼,有人得出一個新的結(jié)論:Java的方法中,在傳遞普通類型的時候是值傳遞,在傳遞對象類型的時候是引用傳遞。
但是,這種表述仍然是錯誤的。不信你看下面這個參數(shù)類型為對象的參數(shù)傳遞:
public static void main(String[] args) {
ParamTest pt = new ParamTest();
String name = "Hollis";
pt.pass(name);
System.out.println("print in main , name is " + name);
}
public void pass(String name) {
name = "hollischuang";
System.out.println("print in pass , name is " + name);
}
上面的代碼輸出結(jié)果為
print in pass , name is hollischuang
print in main , name is Hollis
這又作何解釋呢?同樣傳遞了一個對象,但是原始參數(shù)的值并沒有被修改,難道傳遞對象又變成值傳遞了?
Java中的值傳遞
上面,我們舉了三個例子,表現(xiàn)的結(jié)果卻不一樣,這也是導(dǎo)致很多初學(xué)者,甚至很多高級程序員對于Java的傳遞類型有困惑的原因。
其實(shí),我想告訴大家的是,上面的概念沒有錯,只是代碼的例子有問題。來,我再來給大家畫一下概念中的重點(diǎn),然后再舉幾個真正恰當(dāng)?shù)睦印?/p>
值傳遞(pass by value)是指在調(diào)用函數(shù)時將實(shí)際參數(shù)復(fù)制一份傳遞到函數(shù)中,這樣在函數(shù)中如果對參數(shù)進(jìn)行修改,將不會影響到實(shí)際參數(shù)。
引用傳遞(pass by reference)是指在調(diào)用函數(shù)時將實(shí)際參數(shù)的地址直接傳遞到函數(shù)中,那么在函數(shù)中對參數(shù)所進(jìn)行的修改,將影響到實(shí)際參數(shù)。
那么,我來給大家總結(jié)一下,值傳遞和引用傳遞之前的區(qū)別的重點(diǎn)是什么:
我們上面看過的幾個pass的例子中,都只關(guān)注了實(shí)際參數(shù)內(nèi)容是否有改變。如傳遞的是User對象,我們試著改變他的name屬性的值,然后檢查是否有改變。其實(shí),在實(shí)驗(yàn)方法上就錯了,當(dāng)然得到的結(jié)論也就有問題了。
為什么說實(shí)驗(yàn)方法錯了呢?這里我們來舉一個形象的例子。再來深入理解一下值傳遞和引用傳遞,然后你就知道為啥錯了。
你有一把鑰匙,當(dāng)你的朋友想要去你家的時候,如果你直接把你的鑰匙給他了,這就是引用傳遞。這種情況下,如果他對這把鑰匙做了什么事情,比如他在鑰匙上刻下了自己名字,那么這把鑰匙還給你的時候,你自己的鑰匙上也會多出他刻的名字。
你有一把鑰匙,當(dāng)你的朋友想要去你家的時候,你復(fù)刻了一把新鑰匙給他,自己的還在自己手里,這就是值傳遞。這種情況下,他對這把鑰匙做什么都不會影響你手里的這把鑰匙。
但是,不管上面哪種情況,你的朋友拿著你給他的鑰匙,進(jìn)到你的家里,把你家的電視砸了。那你說你會不會受到影響?而我們在pass方法中,改變user對象的name屬性的值的時候,不就是在“砸電視”么。你改變的不是那把鑰匙,而是鑰匙打開的房子。
還拿上面的一個例子來舉例,我們真正的改變參數(shù),看看會發(fā)生什么?
public static void main(String[] args) {
ParamTest pt = new ParamTest();
User hollis = new User();
hollis.setName("Hollis");
hollis.setGender("Male");
pt.pass(hollis);
System.out.println("print in main , user is " + hollis);
public void pass(User user) {
user = new User();
user.setName("hollischuang");
user.setGender("Male");
System.out.println("print in pass , user is " + user);
}
上面的代碼中,我們在pass方法中,改變了user對象,輸出結(jié)果如下:
print in pass , user is User{name='hollischuang', gender='Male'}
print in main , user is User{name='Hollis', gender='Male'}
我們來畫一張圖,看一下整個過程中發(fā)生了什么,然后我再告訴你,為啥Java中只有值傳遞。
稍微解釋下這張圖,當(dāng)我們在main中創(chuàng)建一個User對象的時候,在堆中開辟一塊內(nèi)存,其中保存了name和gender等數(shù)據(jù)。然后hollis持有該內(nèi)存的地址0x123456(圖1)。
當(dāng)嘗試調(diào)用pass方法,并且hollis作為實(shí)際參數(shù)傳遞給形式參數(shù)user的時候,會把這個地址0x123456交給user,這時,user也指向了這個地址(圖2)。
然后在pass方法內(nèi)對參數(shù)進(jìn)行修改的時候,即user = new User();,會重新開辟一塊0X456789的內(nèi)存,賦值給user。后面對user的任何修改都不會改變內(nèi)存0X123456的內(nèi)容(圖3)。
上面這種傳遞是什么傳遞?肯定不是引用傳遞,如果是引用傳遞的話,在執(zhí)行user = new User();的時候,實(shí)際參數(shù)的引用也應(yīng)該改為指向0X456789,但是實(shí)際上并沒有。
通過概念我們也能知道,這里是把實(shí)際參數(shù)的引用的地址復(fù)制了一份,傳遞給了形式參數(shù)。所以,上面的參數(shù)其實(shí)是值傳遞,把實(shí)參對象引用的地址當(dāng)做值傳遞給了形式參數(shù)。
我們再來回顧下之前的那個“砸電視”的例子,看那個例子中的傳遞過程發(fā)生了什么?
同樣的,在參數(shù)傳遞的過程中,實(shí)際參數(shù)的地址0X1213456被拷貝給了形參,只是,在這個方法中,并沒有對形參本身進(jìn)行修改,而是修改的形參持有的地址中存儲的內(nèi)容。
所以,值傳遞和引用傳遞的區(qū)別并不是傳遞的內(nèi)容。而是實(shí)參到底有沒有被復(fù)制一份給形參。在判斷實(shí)參內(nèi)容有沒有受影響的時候,要看傳的的是什么,如果你傳遞的是個地址,那么就看這個地址的變化會不會有影響,而不是看地址指向的對象的變化。就像鑰匙和房子的關(guān)系。
那么,既然這樣,為啥上面同樣是傳遞對象,傳遞的String對象和User對象的表現(xiàn)結(jié)果不一樣呢?我們在pass方法中使用name = "hollischuang";試著去更改name的值,陰差陽錯的直接改變了name的引用的地址。因?yàn)檫@段代碼,會new一個String,再把引用交給name,即等價于:
name = new String("hollischuang");
而原來的那個"Hollis"字符串還是由實(shí)參持有著的,所以,并沒有修改到實(shí)際參數(shù)的值。
所以說,Java中其實(shí)還是值傳遞的,只不過對于對象參數(shù),值的內(nèi)容是對象的引用。
總結(jié)
無論是值傳遞還是引用傳遞,其實(shí)都是一種求值策略(Evaluation strategy)。在求值策略中,還有一種叫做按共享傳遞(call by sharing)。其實(shí)Java中的參數(shù)傳遞嚴(yán)格意義上說應(yīng)該是按共享傳遞。
按共享傳遞,是指在調(diào)用函數(shù)時,傳遞給函數(shù)的是實(shí)參的地址的拷貝(如果實(shí)參在棧中,則直接拷貝該值)。在函數(shù)內(nèi)部對參數(shù)進(jìn)行操作時,需要先拷貝的地址尋找到具體的值,再進(jìn)行操作。如果該值在棧中,那么因?yàn)槭侵苯涌截惖闹担院瘮?shù)內(nèi)部對參數(shù)進(jìn)行操作不會對外部變量產(chǎn)生影響。如果原來拷貝的是原值在堆中的地址,那么需要先根據(jù)該地址找到堆中對應(yīng)的位置,再進(jìn)行操作。因?yàn)閭鬟f的是地址的拷貝所以函數(shù)內(nèi)對值的操作對外部變量是可見的。
簡單點(diǎn)說,Java中的傳遞,是值傳遞,而這個值,實(shí)際上是對象的引用。
而按共享傳遞其實(shí)只是按值傳遞的一個特例罷了。所以我們可以說Java的傳遞是按共享傳遞,或者說Java中的傳遞是值傳遞。
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