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值传递、引用传递

值传递、引用传递

作者: 莫生人 | 来源:发表于2021-06-25 10:24 被阅读0次

    关于Java中方法间的参数传递到底是怎样的、为什么很多人说Java只有值传递等问题,一直困惑着很多人,甚至很多有丰富经验的开发者,他们也很难解释的很清楚。
    关于这个问题,在StackOverflow上也引发过广泛的讨论,看来很多程序员对于这个问题的理解都不尽相同,甚至很多人理解的是错误的。还有的人可能知道Java中的参数传递是值传递,但是说不出来为什么。
    在开始深入讲解之前,有必要纠正一下大家以前的那些错误看法了。如果你有以下想法,那么你有必要好好阅读本文。

  • 错误理解一:值传递和引用传递,区分的条件是传递的内容,如果是个值,就是值传递。如果是个引用,就是引用传递。
  • 错误理解二:Java是引用传递。
  • 错误理解三:传递的参数如果是普通类型,那就是值传递,如果是对象,那就是引用传递。

实参与形参

    我们都知道,在Java中定义方法的时候是可以定义参数的。比如Java中的main方法,public static void main(String[] args),这里面的args就是参数。参数在程序语言中分为形式参数和实际参数。

  • 形式参数:是在定义函数名和函数体的时候使用的参数,目的是用来接收调用该函数时传入的参数。
  • 实际参数:在调用有参函数时,主调函数和被调函数之间有数据传递关系。在主调函数中调用一个函数时,函数名后面括号中的参数称为“实际参数”。

求值策略

    我们说当进行方法调用的时候,需要把实际参数传递给形式参数,那么传递的过程中到底传递的是什么东西呢?这其实是程序设计中求值策略(Evaluation strategies)的概念。
    在计算机科学中,求值策略是确定编程语言中表达式的求值的一组(通常确定性的)规则。求值策略定义何时和以何种顺序求值给函数的实际参数、什么时候把它们代换入函数、和代换以何种形式发生。
    求值策略分为两大基本类,基于如何处理给函数的实际参数,分为严格的和非严格的。

严格求值

    在“严格求值”中,函数调用过程中,给函数的实际参数总是在应用这个函数之前求值。多数现存编程语言对函数都使用严格求值。所以,我们本文只关注严格求值。
    在严格求值中有几个关键的求值策略是我们比较关心的,那就是传值调用(Call by value)、传引用调用(Call by reference)以及传共享对象调用(Call by sharing)。

  • 传值调用(值传递)
        在传值调用中,实际参数先被求值,然后其值通过复制,被传递给被调函数的形式参数。因为形式参数拿到的只是一个"局部拷贝",所以如果在被调函数中改变了形式参数的值,并不会改变实际参数的值。
  • 传引用调用(引用传递)
        在传引用调用中,传递给函数的是它的实际参数的隐式引用而不是实参的拷贝。因为传递的是引用,所以,如果在被调函数中改变了形式参数的值,改变对于调用者来说是可见的。
  • 传共享对象调用(共享对象传递)
        传共享对象调用中,先获取到实际参数的地址,然后将其复制,并把该地址的拷贝传递给被调函数的形式参数。因为参数的地址都指向同一个对象,所以我们称也之为"传共享对象",所以,如果在被调函数中改变了形式参数的值,调用者是可以看到这种变化的。
        不知道大家有没有发现,其实传共享对象调用和传值调用的过程几乎是一样的,都是进行"求值"、"拷贝"、"传递"。
        但是,传共享对象调用和传引用调用的结果又是一样的,都是在被调函数中如果改变参数的内容,那么这种改变也会对调用者有影响。
        那么,共享对象传递和值传递以及引用传递之间到底有很么关系呢?
        对于这个问题,我们应该关注过程,而不是结果,因为传共享对象调用的过程和传值调用的过程是一样的,而且都有一步关键的操作,那就是"复制",所以,通常我们认为传共享对象调用是传值调用的特例
        我们先把传共享对象调用放在一边,我们再来回顾下传值调用和传引用调用的主要区别:
        传值调用是指在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中,传引用调用是指在调用函数时将实际参数的引用直接传递到函数中。
pass-by-reference-vs-pass-by-value-animation.gif

    所以,两者的最主要区别就是是直接传递的,还是传递的是一个副本。

    举一个形象的例子。再来深入理解一下传值调用和传引用调用:
    你有一把钥匙,当你的朋友想要去你家的时候,如果你直接把你的钥匙给他了,这种情况下,如果他对这把钥匙做了什么事情,比如他在钥匙上刻下了自己名字,那么这把钥匙还给你的时候,你自己的钥匙上也会多出他刻的名字,这就是引用传递。你有一把钥匙,当你的朋友想要去你家的时候,你复刻了一把新钥匙给他,自己的还在自己手里,这种情况下,他对这把钥匙做什么都不会影响你手里的这把钥匙,这就是值传递。
    前面我们介绍过了传值调用、传引用调用以及传值调用的特例传共享对象调用,那么,Java中是采用的哪种求值策略呢?

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