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Java中是否有引用传递

Java中是否有引用传递

作者: ostreamBaba | 来源:发表于2019-02-18 22:10 被阅读2次

前言

总所周知,C++中有值传递、指针传递、引用传递三种参数传递类型。那么我们就来探究Java的传递类型。

我们先从c++的值传递和引用传递入手分析:

值传递:调用时,将实参的值传递给对应的形参,即为值传递。由于形参有独立的存储空间,又作为函数的局部变量使用,因此在函数中对任何形式参数的修改都不会影响实参的值。


简单分析一下:函数swap(int,int)被调用之前,实参a和b都有自己的存储空间,并且有自己的初始值。当调用函数swap()时,为形参x,y分配参数空间,并且把a和b的值拷贝过来,函数执行的过程中,将x和y的值进行交换,当函数执行结束之后,x和y所占用的存储空间将被释放,这种传递的方式,并不会对实参a和b的值产生影响,此即为值传递。

引用传递
引用是一种特殊的变量,它被认为是一个变量的别名。当定义一个引用时,其实是为目标变量起一个别名,引用并不分配独立的内存空间,它与目标变量共用其内存空间,当定义一个引用时,如果该引用不是用作函数的参数或者返回值,则必须提供该引用的初始值(即必须提供引用的目标变量名)如图:


b变量引用了a变量,可知a和b的值相等,均公用同一块内存地址,即变量b是a变量的一个别名。
我们将swap函数的值传递改变为引用传递:

当函数未调用之前,实参a和b的值分别为1和2。当函数调用过程中,形参的值被交换,即a=2,b=1;函数调用结束之后,实参的值被改变。即函数调用时,作为形参的引用变量并不分配新的内存空间,它将作为实参变量的别名与其共用内存。


经过上述的分析,我们已经大致理解了值传递和引用传递。那Java中是否存在引用传递呢。
我们再来理清一遍值传递和引用传递的概念。
值传递:是指在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中,这样在函数中如果对参数进行修改,将不会影响到实际参数。
引用传递:是指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数中,那么在函数中对参数进行修改,将会影响到实际参数。
那么我们来举几个例子来分析一下:
场景一

public class referenceTest {
    public static void swap(int x, int y){
        int tmp = x;
        x = y;
        y = tmp;
        System.out.println("x=" + x + ", y=" + y);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1, b = 2;
        swap(a, b);
        System.out.println("a=" + a + ", b=" + b);
    }
}

输出结果:

x=2, y=1
a=1, b=2

我们可以看到,该例子的输出结果表明使用的是值传递。那Java使用的是值传递咯,先别急,我们再看下面的例子。

场景二:
上面看到,我们使用的是普通数据类型,那么如果我们使用引用类型呢。

public class ReferenceCase {
    static class Test{
        int i = 2;
    }
    public static void change(Test test){
        test.i = 3;
        System.out.println(test.i);
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        change(t);
        System.out.println(t.i);
    }
}

输出:

3
3

我们会看到,当我们使用的是引用类型时,调用函数之后会影响实际参数的值。那我们可以得出结论:当Java传递的实际参数的引用类型时,那么使用的是引用传递咯。
其实不然,我们来看下面这个例子。
场景三

public class ReferenceCase {
    static class Test{
        int i = 2;
    }
    public static void change(Test test){
        test = new Test();
        test.i = 3;
        System.out.println(test.i);
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        change(t);
        System.out.println(t.i);
    }
}

输出:

3
2

我们会看到,将我们将形式参数的test引用指向新创建的对象并改变其值,并不会影响到原来的实际参数。这就很奇怪了,如果使用的是引用传递的话,照理说,实际参数的值应该是会改变的。

我们从C++和Java两方面来了解值传递和引用传递,那么Java到底有没有引用传递呢。
我们从虚拟机的角度来看,JVM会维护一个虚拟机栈,虚拟机中是一个局部变量表,保存的是局部变量,普通数据类型在栈中保存的是基本数据类型的值,而引用类型在栈中保存的是指向堆区对象的指针(对象在堆区的内存地址)。这里我们区别一下reference变量和reference变量所引用的对象,它们一个是分配在栈中的,一个分配在堆中的。

根据以上的例子,在结合JVM虚拟机栈的一些内容,我得出的结论是Java中只有值传递。只不过是引用类型的值是指向堆区对象的指针(也可以说是引用变量所引用对象在堆中的内存地址)。实参和形参所指向的都是同一个对象,所以当调用函数对该对象进行修改时,实际参数是能感受到变化的。

在场景三中,test = new Test();这一步将形参所指向的对象给改变了,所以无论形参如何修改,都与实际参数无关了。

总结一句话:Java只有值传递,普通数据类型直接传递值,而对于引用类型来说传递的值是所引用对象在堆区的内存地址(指针)。

这里我们来是要强调一下,我们要注意Immutable模式的类,即不可变类,这是多线程的设计模式的一种,当我们对类进行修改时,其实就是创建了一个新的对象对其进行操作。String类也是Immutable模式的,所以每次修改String的值,其实都是创建了一个新的String对象,再赋予修改之后的值,这也是为什么String类和其他引用类型表现不同的原因。

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