為什么Java中只有值傳遞
在我們日常編寫代碼的過程中,調用函數可能是最常見的操作了。那么,在調用函數時,參數是怎么樣傳遞的呢?
值傳遞相信有很多人都是學C語言入門的,剛開始寫代碼時,用的最多的就是值傳遞了。
void plus_one(int a){ a++; printf('a: %d', a);}int main(){ int n = 10; plus_one(n); printf('n:%d', n); return 0;}
這是一個簡單的值傳遞的例子,無需多言,plus_one函數的作用就是將傳進來的數加一,然后輸出。所謂值傳遞,就是直接將實參n的值賦給形參a,賦值完成之后,兩者再無瓜葛。
因此,上面的代碼可以等效為:
int main(){ int n = 10; // plus_one start int a; a = n; a++; printf('a: %d', a); // plus_one end printf('n:%d', n); return 0;}
可以看到,值傳遞簡單直觀,然而,調用函數并不能改變實參n的值。
指針傳遞那么,當我們需要改變實參的值的時候,我們就會想到使用指針傳遞,也就是所謂的地址傳遞。
void plus_one(int* p){ *p = *p + 1;}int main(){ int n = 10; plus_one(&n); printf('The result is %d', n); return 0;}
這里,我們將實參n的地址傳入plus_one函數,在函數中,直接對指針p所指向的值,也就是n做操作,自然就可以改變實參n的值了。
實際上,指針傳遞也是值傳遞。我們將上面的代碼改寫:
int main(){ int n = 10; // plus_one start int* p; p = &n; *p = *p + 1; printf('The result is %d', n); // plus_one end return 0;}
可以看到,所謂的指針傳遞,也只不過是將變量n的地址值賦給指針變量p,實際上也是值傳遞。
所以,可以不負責任的概括為,C語言中只有值傳遞;
引用傳遞指針固然強大,但是由于代碼不易讀,難以理解等問題,也是廣為詬病。C++作為C語言的超大杯,引入了引用傳遞來簡化指針傳遞的寫法。
void plus_one(int& a){ a++;}int main(){ int n; plus_one(n); printf('The result is %d', n); return 0;}
C++中,對&運算符進行了重載,實現了引用傳遞。具體實現為,在調用plus_one函數時,在函數調用棧中存變量n的地址,而不是n的值。因此,plus_one中的變量a就相當于是n的'別名',對a操作時,自然會改變n的值。
可見,引用傳遞的底層也是賦值操作。
Java中的參數傳遞那么,在Java中,究竟是引用傳遞,還是值傳遞呢?
Java中變量分為基本變量和對象,我們不妨分別討論。
基本變量類型首先,對于int、char等基本類型,Java是使用值傳遞的,很容易驗證。
static void plusOne(int a){ a++; System.out.println('a: ' + a);}public static void main(String[] args){ int n = 10; plusOne(n);System.out.println('n: ' + n);}
顯然,與C語言中一樣,這里n的值是不會改變的。
對象public class PassObject { public static void main(String[] args) { Dog myDog = new Dog('Test'); foo(myDog); System.out.println(myDog.getName());// TestPlus } public static void foo(Dog dog) { dog.setName('TestPlus'); }}class Dog{ private String name; public Dog(String name) { this.name = name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; }}
通過上面的例子可以看到,傳入對象的引用時,是可以改變對象的屬性變量的。那么Java在傳遞對象作為參數時,是引用傳遞嗎?
實際上并非如此,Java中,對象的引用,實際上相當于對象的指針。在Java中操作對象,只有通過引用操作這一種途徑。某種意義上,Java中是不能直接操作對象的。
也就是說,在上例中傳參時,沒有對myDog對象實例做任何操作,只是把myDog引用值賦給了foo函數中的本地變量dog。并沒有像引用傳遞一樣,傳入對象實體,但是只在棧中保存對象引用的操作。所以,Java中傳遞對象時,也是值傳遞。
所以,Java中只有值傳遞。
值得一提然而,還是會有一些特殊情況,會讓人懷疑上述結論。
數組上面只分析了基本變量類型和對象,數組呢?
實際上,Java中的數組也是一種對象,數組類也是繼承自Object類。在將數組作為參數時,也是傳遞的數組的引用,并沒有傳遞數組的實體。
public static void changeContent(int[] arr) { arr[0] = 10;}public static void changeRef(int[] arr) { arr = new int[2]; arr[0] = 15;}public static void main(String[] args) { int [] arr = new int[2]; arr[0] = 4; arr[1] = 5; changeContent(arr); System.out.println(arr[0]); // 10 changeRef(arr); System.out.println(arr[0]); // 10}
在上例中可以看到,將傳入的數組引用賦給一個新的數組后,這個引用就不能操作之前的數組了。
關于引用,英文是reference,實際上,我自認為,翻譯為句柄是更為貼切的,引用就像是一個柄,一個Handler,你可以用它操作實體,但他并不是實體本身。就像手柄可以操控游戲機,但不是游戲機本身,當你將這個手柄連接到另一個游戲機的時候, 它就不能操控之前的游戲機了。
包裝類和Stringpublic static void main(String[] args) { Integer n = 1; plusOne(n); System.out.println(n); // 1}private static void plusOne(Integer n) { n = n + 1; System.out.println(n);// 2}
在這段代碼中,n作為Integer類型實例的句柄,卻并沒有成功改變對象的值,這是為什么呢?
在Integer類中,存對應值的屬性是value,其聲明如下:
private final int value;
可見,value值是不能改的,那加的操作是怎么實現的呢?
在上述加一的過程中,會重新new一個Integer對象,讓后將這個對象賦給引用n。這樣以來,之前的對象自然是不會改變的。
實際上,包裝類以及String類的值,都是final的,所以在執行+的過程中,都會重新生成一個對象,然后對它賦值。
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