Java 应用程序中的按值传递语义以及相关评论

核心提示：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，Java 应用程序中的按值传递语义以及相关评论，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，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

　　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 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 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。假如 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。
　　
　　另外请注重，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。假如 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