Java應用程序中的按值傳遞語義以及相關評論

　　 
　　節選理解參數是按值而不是按引用傳遞的說明 Java 應用程序有且僅有的一種參數傳遞機制，即按值傳遞。寫它是為了揭穿普遍存在的一種神話，即認為 Java 應用程序按引用傳遞參數，以避免因依賴“按引用傳遞”這一行為而導致的常見編程錯誤。
　　

　　對此節選的某些反饋意見認為，我把這一問題搞糊涂了，或者將它完全搞錯了。許多不同意我的讀者用 C++ 語言作為例子。因此，在此欄目中我將使用 C++ 和 Java 應用程序進一步闡明一些事實。
　　
　　要點
　　讀完所有的評論以后，問題終于明白了，至少在一個主要問題上產生了混淆。某些評論認為我的節選是錯的，因為對象是按引用傳遞的。對象確實是按引用傳遞的；節選與這沒有沖突。節選中說所有參數都是按值 -- 另一個參數 -- 傳遞的。下面的說法是正確的：在 Java 應用程序中永遠不會傳遞對象，而只傳遞對象引用。因此是按引用傳遞對象。但重要的是要區分參數是如何傳遞的，這才是該節選的意圖。Java 應用程序按引用傳遞對象這一事實并不意味著 Java 應用程序按引用傳遞參數。參數可以是對象引用，而 Java 應用程序是按值傳遞對象引用的。
　　
　　C++ 和 Java 應用程序中的參數傳遞
　　Java 應用程序中的變量可以為以下兩種類型之一：引用類型或基本類型。當作為參數傳遞給一個方法時，處理這兩種類型的方式是相同的。兩種類型都是按值傳遞的；沒有一種按引用傳遞。這是一個重要特性，正如隨后的代碼示例所示的那樣。
　　
　　在繼續討論之前，定義按值傳遞和按引用傳遞這兩個術語是重要的。按值傳遞意味著當將一個參數傳遞給一個函數時，函數接收的是原始值的一個副本。因此，如果函數修改了該參數，僅改變副本，而原始值保持不變。按引用傳遞意味著當將一個參數傳遞給一個函數時，函數接收的是原始值的內存地址，而不是值的副本。因此，如果函數修改了該參數，調用代碼中的原始值也隨之改變。
　　
　　關于 Java 應用程序中參數傳遞的某些混淆源于這樣一個事實：許多程序員都是從 C++ 編程轉向 Java 編程的。C++ 既包含非引用類型，又包含引用類型，并分別按值和按引用傳遞它們。Java 編程語言有基本類型和對象引用；因此，認為 Java 應用程序像 C++ 那樣對基本類型使用按值傳遞，而對引用使用按引用傳遞是符合邏輯的。畢竟您會這么想，如果正在傳遞一個引用，則它一定是按引用傳遞的。很容易就會相信這一點，實際上有一段時間我也相信是這樣，但這不正確。
　　
　　在 C++ 和 Java 應用程序中，當傳遞給函數的參數不是引用時，傳遞的都是該值的一個副本（按值傳遞）。區別在于引用。在 C++ 中當傳遞給函數的參數是引用時，您傳遞的就是這個引用，或者內存地址（按引用傳遞）。在 Java 應用程序中，當對象引用是傳遞給方法的一個參數時，您傳遞的是該引用的一個副本（按值傳遞），而不是引用本身。請注意，調用方法的對象引用和副本都指向同一個對象。這是一個重要區別。Java 應用程序在傳遞不同類型的參數時，其作法與 C++ 并無不同。Java 應用程序按值傳遞所有參數，這樣就制作所有參數的副本，而不管它們的類型。
　　
　　示例
　　我們將使用前面的定義和討論分析一些示例。首先考慮一段 C++ 代碼。C++ 語言同時使用按值傳遞和按引用傳遞的參數傳遞機制：
　　
　　清單 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"); //按值傳遞 val 和 pint，按引用傳遞 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);}
　　
　　這段代碼的輸出為：
　　
　　清單 2：C++ 代碼的輸出
　　
　　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
　　
　　這段代碼聲明了三個變量：兩個整型變量和一個指針變量。設置了每個變量的初始值并將其打印出來。同時打印出了指針值及其所指向的值。然后將所有三個變量作為參數傳遞給 modify 函數。前兩個參數是按值傳遞的，最后一個參數是按引用傳遞的。modify 函數的函數原型表明最后一個參數要作為引用傳遞?；叵胍幌?，C++ 按值傳遞所有參數，引用除外，后者是按引用傳遞的。
　　
　　modify 函數更改了所有三個參數的值：
　　
　　將第一個參數設置為 0。
　　將第二個參數所指向的值設置為 7，然后將第二個參數設置為 0。
　　將第三個參數設置為 0。
　　
　　將新值打印出來，然后函數返回。當執行返回到 main 時，再次打印出這三個參數的值以及指針所指向的值。作為第一個和第二個參數傳遞的變量不受 modify 函數的影響，因為它們是按值傳遞的。但指針所指向的值改變了。請注意，與前兩個參數不同，作為最后一個參數傳遞的變量被 modify 函數改變了，因為它是按引用傳遞的。
　　
　　現在考慮用 Java 語言編寫的類似代碼：
　　
　　清單 3：Java 應用程序
　　
　　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"); //按值傳遞所有參數 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); }}
　　
　　這段代碼的輸出為：
　　
　　清單 4：Java 應用程序的輸出
　　
　　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
　　
　　這段代碼聲明了三個變量：一個整型變量和兩個對象引用。設置了每個變量的初始值并將它們打印出來。然后將所有三個變量作為參數傳遞給 modify 方法。
　　
　　modify 方法更改了所有三個參數的值：
　　
　　將第一個參數（整數）設置為 0。
　　將第一個對象引用 r1 設置為 null。
　　保留第二個引用 r2 的值，但通過調用 append 方法更改它所引用的對象（這與前面的 C++ 示例中對指針 p 的處理類似）。
　　
　　當執行返回到 main 時，再次打印出這三個參數的值。正如預期的那樣，整型的 val 沒有改變。對象引用 sb1 也沒有改變。如果 sb1 是按引用傳遞的，正如許多人聲稱的那樣，它將為 null。但是，因為 Java 編程語言按值傳遞所有參數，所以是將 sb1 的引用的一個副本傳遞給了 modify 方法。當 modify 方法在 //1 位置將 r1 設置為 null 時，它只是對 sb1 的引用的一個副本進行了該操作，而不是像 C++ 中那樣對原始值進行操作。
　　
　　另外請注意，第二個對象引用 sb2 打印出的是在 modify 方法中設置的新字符串。即使 modify 中的變量 r2 只是引用 sb2 的一個副本，但它們指向同一個對象。因此，對復制的引用所調用的方法更改的是同一個對象。
　　
　　編寫一個交換方法
　　假定我們知道參數是如何傳遞的，在 C++ 中編寫一個交換函數可以用不同的方式完成。使用指針的交換函數類似以下代碼，其中指針是按值傳遞的：
　　
　　清單 5：使用指針的交換函數
　　
　　#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;}
　　
　　使用引用的交換函數類似以下代碼，其中引用是按引用傳遞的：
　　
　　清單 6：使用引用的交換函數
　　
　　#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;}
　　
　　兩個 C++ 代碼示例都像所希望的那樣交換了值。如果 Java 應用程序使用“按引用傳遞”，則下面的交換方法應像 C++ 示例一樣正常工作：
　　
　　清單 7：Java 交換函數是否像 C++ 中那樣按引用傳遞參數
　　
　　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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