[转载] java中的经典问题:传值与传引用
參考鏈接: 有關(guān)Java中數(shù)組分配的有趣事實(shí)
參數(shù)傳遞的秘密??
知道方法參數(shù)如何傳遞嗎??
?
記得剛開始學(xué)編程那會兒,老師教導(dǎo),所謂參數(shù),有形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)之分,參數(shù)列表中寫的那些東西都叫形式參數(shù),在實(shí)際調(diào)用的時候,它們會被實(shí)際參數(shù)所替代。?
?
編譯程序不可能知道每次調(diào)用的實(shí)際參數(shù)都是什么,于是寫編譯器的高手就出個辦法,讓實(shí)際參數(shù)按照一定順序放到一個大家都可以找得到的地方,以此作為方法調(diào)用的一種約定。所謂“沒有規(guī)矩,不成方圓”,有了這個規(guī)矩,大家協(xié)作起來就容易多了。這個公共數(shù)據(jù)區(qū),現(xiàn)在編譯器的選擇通常是“棧”,而所謂的順序就是形式參數(shù)聲明的順序。?
?
顯然,程序運(yùn)行的過程中,作為實(shí)際參數(shù)的變量可能遍布于內(nèi)存的各個位置,而并不一定要老老實(shí)實(shí)的呆在棧里。為了守“規(guī)矩”,程序只好將變量復(fù)制一份到棧中,也就是通常所說的將參數(shù)壓入棧中。?
?
打起精神,謎底就要揭曉了。?
?
我剛才說什么來著?將變量復(fù)制一份到棧中,沒錯,“復(fù)制”!?
?
這就是所謂的值傳遞。??
??
C語言的曠世經(jīng)典《The C Programming Language》開篇的第一章中,談到實(shí)際參數(shù)時說,“在C中,所有函數(shù)的實(shí)際參數(shù)都是傳‘值’的”。? 馬上會有人站出來,“錯了,還有傳地址,比如以指針傳遞就是傳地址”。? 不錯,傳指針就是傳地址。在把指針視為地址的時候,是否考慮過這樣一個問題,它也是一個變量。前面的討論中說過了,參數(shù)傳遞必須要把參數(shù)壓入棧中,作為地址的指針也不例外。所以,必須把這個指針也復(fù)制一份。函數(shù)中對于指針操作實(shí)際上是對于這個指針副本的操作。? Java的reference等于C的指針。所以,在Java的方法調(diào)用中,reference也要復(fù)制一份壓入堆棧。在方法中對reference的操作就是對這個reference副本的操作。? 謎底揭曉? 好,讓我們回到最初的問題上。? 在changeReference中對于reference的賦值實(shí)際上是對這個reference的副本進(jìn)行賦值,而對于reference的本尊沒有產(chǎn)生絲毫的影響。? 回到調(diào)用點(diǎn),本尊醒來,它并不知道自己睡去的這段時間內(nèi)發(fā)生過什么,所以只好當(dāng)作什么都沒發(fā)生過一般。就這樣,副本消失了,在方法中對它的修改也就煙消云散了。? ?也許你會問出這樣的問題,“聽了你的解釋,我反而對changeInteger感到迷惑了,既然是對于副本的操作,為什么changeInteger可以運(yùn)作正常?”? 呵呵,很有趣的大腦短路現(xiàn)象。? 好,那我就用前面的說法解釋一下changeInteger的運(yùn)作。? 所謂復(fù)制,其結(jié)果必然是副本完全等同于本尊。reference復(fù)制的結(jié)果必然是兩個reference指向同一塊內(nèi)存空間。? 雖然在方法中對于副本的操作并不會影響到本尊,但對內(nèi)存空間的修改確實(shí)實(shí)實(shí)在在的。? 回到調(diào)用點(diǎn),雖然本尊依然不知道曾經(jīng)發(fā)生過的一切,但它按照原來的方式訪問內(nèi)存的時候,取到的確是經(jīng)過方法修改之后的內(nèi)容。? 于是方法可以把自己的影響擴(kuò)展到方法之外。? ?
??
1.所有的參數(shù)傳遞都是 傳值,從來沒有 傳引用 這個事實(shí); 2. 所有的參數(shù)傳遞都會在 程序運(yùn)行棧上 新分配一個 值 的復(fù)制品;?
3.java只有按值傳遞,所謂的按地址(引用)傳遞,也屬于按值傳遞,只不過這個“值”是個地址;?
4.對于引用類型的傳參也是傳值的,傳的是引用類型的值,其實(shí)就是對象的地址;? 1.java參數(shù)是傳遞值的。 2.java所有對像變量都是對像的引用;??
5.或者說:傳遞過去的都是拷貝,區(qū)別在于拷貝的是基本數(shù)據(jù)類型還是引用;?
6.函數(shù)的形式參數(shù),是傳入?yún)?shù)的拷貝;引用變量之間拷貝的是【地址】,基本變量之間拷貝的是 內(nèi)存中的值 (被稱為直接量); 7.對象本身,與對象的地址 是2個東西,函數(shù)之間如果想【傳遞對象】,只能通過傳遞對象的地址來實(shí)現(xiàn);??
程序1:?
?
public class Test
{
? ? String a = "123";
? ? public static void test(Test test)
? ? {
? ? ? ? test.a = "abc";
? ? }
?
? ? public static void main(String[] args)
? ? {
? ? ? ? Test test1 = new Test();
? ? ? ? test1.a = "567";
? ? ? ? System.out.println(test1.a); //567
? ??????
? ? ? ? test(test1);
? ? ? ? System.out.println(test1.a); //abc
? ??????
? ? }
}
?程序2:?
?
?
public class Test
{
? ? public static void test(String str)
? ? {
? ? ? ? str = "word";
? ? }
?
? ? public static void main(String[] args)
? ? {
? ? ? ? String string = "hello";
? ? ? ? System.out.println(string);? //hello
? ? ? ? test(string);
? ? ? ? System.out.println(string);? //hello
? ? }
}
?
?程序3:?
?
?
public class Test
{
? ? public static void test(StringBuffer str)
? ? {
? ? ? ? str.append("world");
? ? }
? ? public static void main(String[] args)
? ? {????
? ? ? ? StringBuffer str = new StringBuffer("hello");
? ? ? ? System.out.println(str);? //hello
? ? ? ? test(str);
? ? ? ? System.out.println(str);? //helloworld
? ? }
}?
??
程序4:?
?
public class Test
{
? ? public static void test(StringBuffer str)
? ? {
? ? ? ? str = new StringBuffer("world");
? ? }
? ? public static void main(String[] args)
? ? {????
? ? ? ? StringBuffer str = new StringBuffer("hello");
? ? ? ? System.out.println(str);? //hello
? ? ? ? test(str);
? ? ? ? System.out.println(str);? //hello
? ? }
}
?
?
?
1.傳遞的參數(shù)“值” 會在 函數(shù)當(dāng)前運(yùn)行棧上 復(fù)制一份。所有的 操作和賦值 都是對那個 參數(shù)“值”副本 進(jìn)行的。操作能夠 改變成員變量,因為參數(shù)“值”副本 是一個 地址,能夠正確指向成員變量的位置。而賦值 則根本沒用,因為只是改變了當(dāng)前函數(shù)棧內(nèi) 參數(shù)“值”副本 的內(nèi)容,而沒有改變上一層函數(shù)棧內(nèi)的 對應(yīng)“值”;?
2.=和.??
=(等號)操作的是變量的值; .(句點(diǎn))操作的是引用的值;
?
?
?
3.關(guān)于傳參的問題只要把棧和堆搞明白了就應(yīng)該很容易理解了:?
java傳參都是傳值,也就是把棧里面的值復(fù)制一份傳給參數(shù); 當(dāng)然如果是原始類型就是棧內(nèi)原始類型值復(fù)制了一份傳遞; 如果是對象或者數(shù)組這樣的引用類型,那么棧里面的值就是該對象的引用的值具體說就是地址了,把這個值復(fù)制一份傳給方法,也就是復(fù)制了一個引用給方法去使用;??
?
?例如:
?public void func1(int a){}
?
?int i = 10;
?func1(i);? 的時候,實(shí)際上是作了a=i的操作
?而對象
?public void fun2(Object o){}
?
Object m = new Object();
?func2(m);的時候,也其實(shí)是作了o=m的操作
? 另一個程序:
??
?import java.io.Console;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.*;?
?
class People
{? ?
? ? public int age;??
? ? public static void Swap(People a1, People a2)
? ? {? ? ?
? ? ? ? People tem;? ?
? ? ? ? tem = a1;? ??
? ? ? ? a1 = a2;? ? ?
? ? ? ? a2 = tem;?
? ? }??
? ? public static void Change(People a1, People a2)
? ? {? ? ??
? ? ? ? a1.age = 250;??
? ? ? ? a2.age = 250;? ?
? ? }
}
public class Empty
{?
? ? public static void main(String[]args)? ??
? ? {? ? ? ??
? ? ? ? People a1 = new People();? ??
? ? ? ? People a2 = new People();??
? ? ? ? a1.age = 1;??
? ? ? ? a2.age = 2;??
? ??????
? ? ? ? //這里沒能交換,看起來是按值傳遞? ? ? ?
? ? ? ? People.Swap(a1, a2);? ? ??
? ? ? ? System.out.printf("%d \t %d", a1.age, a2.age);? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? System.out.println();??
? ??????
? ? ? ? //這里修改了變量,看起來是按引用傳遞? ? ? ? People.Change(a1, a2);? ??
? ? ? ? System.out.printf("%d \t %d", a1.age, a2.age);?
? ? }
}
??
?
??
? 看上圖,方法的參數(shù)可以看做是另一個變量:a1_和a2_
? 它們只是和傳入?yún)?shù)擁有相同的對象地址而已;
? 對于交換對象也只是對a1_和a2_這兩個做交換罷了,不會影響a1,a2;
? 但如果是通過內(nèi)存地址去修改對象內(nèi)部,如改變age的值,則會影響a1,a2;
??
??
?
?
?
??
??
?
首先,推薦對Java有一定理解的同仁一本書《Practical Java》。在《Practical Java》中也有一個章節(jié)介紹Java中關(guān)于傳值和傳引用的問題,堪稱經(jīng)典?!禤ractical Java》在Java中,事實(shí)上底層工作原理不存在傳引用的概念,這也象《Practical Java》中所說的那樣,Java中只有傳值。這句話理解起來需要費(fèi)一定的周折。?
熟悉C的程序員都用過指針,對指針可謂愛之深恨之切。指針是指向一塊內(nèi)存地址的內(nèi)存數(shù)據(jù)(有些拗口),也就是說指針本身是一個占用4字節(jié)內(nèi)存的int(32 位系統(tǒng)內(nèi)),而這個int值恰恰又是另一塊內(nèi)存的地址。比如"hello"這個字串,存放在@0x0000F000這個地址到@0x0000F005這段內(nèi)存區(qū)域內(nèi)(包括0x00的結(jié)束字節(jié))。而在@0x0000FFF0到@0x0000FFF03這四個字節(jié)內(nèi)存放著一個int,這個int的值是 @0x0000F000。這樣就形成了一個指向"hello"字串的指針。?
在Java中,很多人說沒有指針,事實(shí)上,在Java更深層次里,到處都是大師封裝好的精美絕倫的指針。為了更容易的講解Java中關(guān)于類和類型的調(diào)用,Java中出現(xiàn)了值與引用的說法。淺顯的來說,我們可以認(rèn)為Java中的引用與C中的指針等效(其實(shí)差別非常非常大,但是為了說明我們今天的問題,把他們理解為等效是沒有任何問題的)。?
所謂傳引用的說法是為了更好的講解調(diào)用方式?;谏厦鎸χ羔樀睦斫?#xff0c;我們不難看出,指針其實(shí)也是一個int值,所謂傳引用,我們是復(fù)制了復(fù)制了指針的int值進(jìn)行傳遞。為了便于理解,我們可以姑且把指針看作一種數(shù)據(jù)類型,透明化指針的int特性,從而提出傳引用的概念。?
重申一遍:Java中只有傳值。?
1所謂傳值和傳引用?
傳值和傳引用的問題一直是Java里爭論的話題。與C++不同的,Java里面沒有指針的概念,Java的設(shè)計者巧妙的對指針的操作進(jìn)行了管理。事實(shí)上,在懂C++的Java程序員眼中,Java到處都是精美絕倫的指針。 下面舉個簡單的例子,說明什么是傳值,什么是傳引用。 //例1 void method1(){ int x=0; this.change(x); System.out.println(x); }?
void change(int i){ i=1; }?
很顯然的,在mothod1中執(zhí)行了change(x)后,x的值并不會因為change方法中將輸入?yún)?shù)賦值為1而變成1,也就是說在執(zhí)行change(x)后,x的值z依然是0。這是因為x傳遞給change(int i)的是值。這就是最簡單的傳值。 同樣的,進(jìn)行一點(diǎn)簡單的變化。 //例2 void method1(){ StringBuffer x=new StringBuffer("Hello"); this.change(x); System.out.println(x); }?
void change(StringBuffer i){ i.append(" world!"); } 看起來沒什么變化,但是這次mothed1中執(zhí)行了change (x)后,x的值不再是"Hello"了,而是變成了"Hello world!"。這是因為x傳遞給change(i)的是x的引用。這是最經(jīng)典的傳引用。 似乎有些奇怪了,兩段程序沒有特別的不同,可是為什么一個傳的是值而另一個傳的是引用呢?......?
2非要搞清楚傳值還是傳引用的問題嗎??
搞清楚這自然是有必要的,不然我也不需要寫這么多了,不過的確沒有到"非要"的地步。?
?首先,如果我們不太關(guān)心什么是傳值什么是傳引用,我們一樣能寫出漂亮的代碼,但是這些代碼在運(yùn)行過程中可能會存在著極大的隱患。全局變量是讓大家深惡痛絕(又難以割舍)的東西,原因就是使用全局變量要特別注意數(shù)據(jù)的保護(hù)。如果在多線程的程序里使用全局變量簡直就等于跟自己過不去。不了解傳值和傳引用的問題,跟使用全局變量不考慮數(shù)據(jù)保護(hù)的罪過是不相上下下的,甚至有時候比它還要糟。你會莫名其妙,為什么我的返回參數(shù)沒有起作用,為什么我傳進(jìn)去的參數(shù)變成了這樣......? 一個例子: //例3 void mothed1(){ int x=0; int y=1; switchValue(x,y); System.out.println("x="+x); System.out.println("y="+y); } void switchValue(int a,int b){?
int c=a; a=b; b=c; } 上面是一個交換a,b值的函數(shù),看起來似乎蠻正確的,但是這個函數(shù)永遠(yuǎn)也不會完成你想要的工作。 還有一個例子: //例4 StringBuffer a=new StringBuffer("I am a "); StringBuffer b=a; a.append("after append"); a=b; System.out.println("a="+a); 在編程過程中,經(jīng)常會遇到這種情況,一個變量的值要被臨時改變一下,等用完之后再恢復(fù)到開始的值。就好像上面的例子,a為了保持它的值,使用b=a做賦值,之后a被改變,再之后a把暫存在b里面的值取回來。這是我們一廂情愿的想法,而事實(shí)上,這段代碼執(zhí)行后,你會發(fā)現(xiàn)a的值已經(jīng)改變了。 以上是兩個最簡單的例子,真正的程序開發(fā)過程中,比這要復(fù)雜的情況每天都會遇到。?
3類型和類?
Java 提出的思想,在Java里面任何東西都是類。但是Java里面同時還有簡單數(shù)據(jù)類型int,byte,char,boolean,與這些數(shù)據(jù)類型相對應(yīng)的類是Integer,Byte,Character,Boolean,這樣做依然不會破壞Java關(guān)于任何東西都是類的提法。這里提到數(shù)據(jù)類型和類似乎和我們要說的傳值和傳引用的問題無關(guān),但這是我們分辨?zhèn)髦岛蛡饕玫幕A(chǔ)。?
4試圖分辨?zhèn)髦颠€是傳引用?
為什么是"試圖分辨"呢?很簡單,傳值和傳引用的問題無處不在,但是似乎還沒有人能正統(tǒng)的給出標(biāo)準(zhǔn),怎樣的就是值拷貝調(diào)用,怎樣的就是引用調(diào)用。面對這個問題,我們更多的應(yīng)該是來自平時積累對Java的理解。 回過頭來,我們分析一下上面的幾個例子: 先看例1,即使你不明白為什么,但是你應(yīng)該知道這樣做肯定不會改變x的值。為了方便說明,我們給例子都加上行號。 //例1 1 void method1(){ 2 int x=0; 3 this.change(x); 4 } 5 6 void change(int i){ 7 i=7; 8} 讓我們從內(nèi)存的存儲方式看一下x和I之間到底是什么關(guān)系。 在執(zhí)行到第2行的時候,變量x指向一個存放著int 0的內(nèi)存地址。?
變量x---->[存放值0]?
執(zhí)行第3行調(diào)用change(x)方法的時候,內(nèi)存中是這樣的情形:x把自己值在內(nèi)存中復(fù)制一份,然后變量i指向這個被復(fù)制出來的0。?
變量x---->[存放值0] ↓進(jìn)行了一次值復(fù)制 變量x---->[存放值0]?
這時候再執(zhí)行到第7行的時候,變量i的被賦值為7,而這一步的操作已經(jīng)跟x沒有任何關(guān)系了。?
變量x---->[存放值0]? 變量x---->[存放值7]?
說到這里應(yīng)該已經(jīng)理解為什么change(x)不能改變x的值了吧?因為這個例子是傳值的。 那么,試著分析一下為什么例三中的switchValue()方法不能完成變量值交換的工作? 再看例2。 //例2 1void method1(){ 2 StringBuffer x=new StringBuffer("Hello"); 3 this.change(x); 4} 5 6void change(StringBuffer i){ 7 i.append(" world!"); 8} 例2似乎和例1從代碼上看不出什么差別,但是執(zhí)行結(jié)果卻是change(x)能改變x的值。依然才從內(nèi)存的存儲角度來看看例2的蹊蹺在哪里。 在執(zhí)行到第2行時候,同例1一樣,x指向一個存放"Hello"的內(nèi)存空間。?
變量x---->[存放值"Hello"]?
接下來執(zhí)行第三行change(x),注意,這里就與例1有了本質(zhì)的不同:調(diào)用change(x)時,變量i也指向了x指向的內(nèi)存空間,而不是指向x的一個拷貝。?
變量x \ -->[存放值"Hello"] 變量x /?
于是,第7行對i調(diào)用append方法,改變i指向的內(nèi)存空間的值,x的值也就隨之改變了。?
變量x \ -->[追加為"Hello World!"] 變量x /?
為什么x值能改變呢?因為這個例子是傳引用的。 這幾個例子是明白了,可是很多人會開始有另一個疑問了:這樣看來,到底什么時候是傳的值什么時候是傳得引用呢?于是,我們前面講到的類型和類在這里就派上了用場:對于參數(shù)傳遞,如果是簡單數(shù)據(jù)類型,那么它傳遞的是值拷貝,對于類的實(shí)例它傳遞的是類的引用。需要注意的是,這條規(guī)則只適用于參數(shù)傳遞。為什么這么說呢?我們看看這樣一個例子: //例5 String str="abcdefghijk"; str.replaceAll("b","B"); 這兩句執(zhí)行后,str的內(nèi)容依然是"abcdefghijk",但是我們明明是對str操作的,為什么是這樣的呢?因為str的值究竟會不會被改變完全取決于replaceAll這個方法是怎么實(shí)現(xiàn)的。類似的,有這樣一個例子: //例6 1 void method1() { 2 StringBuffer x = new StringBuffer("Hello"); 3 change1(x); 4 System.out.println(x); 5 } 6 7 void method2() { 8 StringBuffer x = new StringBuffer("Hello"); 9 change2(x); 10 System.out.println(x); 11 } 12 13 void change1(StringBuffer sb) { 14 sb.append(" world!"); 15 } 16 17 void change2(StringBuffer sb) { 18 sb = new StringBuffer("hi"); 19 sb.append(" world!"); 20 } 調(diào)用method1(),屏幕打印結(jié)果為:"Hello world!" 調(diào)用method2(),我們認(rèn)為結(jié)果應(yīng)該是"hi world",因為sb傳進(jìn)來的是引用??墒菍?shí)際執(zhí)行的結(jié)果是"Hello"! 難道change2()又變成傳值了?!其實(shí)change1()和change2()的確都是通過參數(shù)傳入引用,但是在方法內(nèi)部因為處理方法的不同而使結(jié)果大相徑庭。我們還是從內(nèi)存的角度分析: 執(zhí)行method1()和change1()不用再多說了,上面的例子已經(jīng)講解過,這里我們分析一下method2()和change2()。 程序執(zhí)行到第8行,x指向一個存放著"Hello"的內(nèi)存空間。?
變量x---->[存放值"Hello"]?
第9行調(diào)用change2,將sb指向x指向的內(nèi)存空間,也就是傳入x的引用。?
變量x \ -->[存放值"Hello"] 變量x /?
到這里為止還沒有什么異樣,接下來執(zhí)行18行,這里就出現(xiàn)了類似傳入值拷貝的變化:new 方法并沒有改變sb指向內(nèi)存的內(nèi)容,而是在內(nèi)從中開辟了一塊新的空間存放串"hi",同時sb指向了這塊空間。?
變量x---->[存放值"Hello"] ×原有的引用被切斷 變量x---->[另一塊存放"hi"的空間]?
接下來再對sb進(jìn)行append已經(jīng)和x沒有任何關(guān)系了。 所以,還有一條不成規(guī)則的規(guī)則:對于函數(shù)調(diào)用,最終效果是什么完全看函數(shù)內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。比較標(biāo)準(zhǔn)的做法是如果會改變引用的內(nèi)容,則使用void作為方法返回值,而不會改變引用內(nèi)容的則在返回值中返回新的值。 雖然已經(jīng)說了這么多,但是感覺傳值還是傳引用的問題依然沒有完全說清楚。因為這個問題本身就是很難歸納總結(jié)的問題,所以更多的理解要靠平時的積累和形成。下面幾個例子,給大家嘗試進(jìn)行分析。 //例7,打印結(jié)果是什么? public static void main(String[] args) { int a; int b; StringBuffer c; StringBuffer d; a = 0; b = a; c = new StringBuffer("This is c"); d = c;?
a = 2; c.append("!!");?
System.out.println("a=" + a); System.out.println("b=" + b); System.out.println("c=" + c); System.out.println("d=" + d); }?
//例8,打印結(jié)果是什么? public class Test{?
public static void main(String[] args) {?
StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello ");?
System.out.println("Before change, sb = " + sb);?
changeData(sb);?
System.out.println("After changeData(n), sb = " + sb);?
}?
?
public static void changeData(StringBuffer strBuf) {?
StringBuffer sb2 = new StringBuffer("Hi ");?
strBuf = sb2;?
sb2.append("World!");?
}?
}?
?
?
??
??
文章部分參考自:?
Java基本功——Reference?
傳值還是傳引用
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的[转载] java中的经典问题:传值与传引用的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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