thinking

          one platform thousands thinking

          語(yǔ)言深入:java中究竟是傳值還是傳引用

          首先,推薦對(duì)Java有一定理解的同仁一本書《Practical Java》。在《Practical Java》中也有一個(gè)章節(jié)介紹Java中關(guān)于傳值和傳引用的問(wèn)題,堪稱經(jīng)典。《Practical Java》在Java中,事實(shí)上底層工作原理不存在傳引用的概念,這也象《Practical Java》中所說(shuō)的那樣,Java中只有傳值。這句話理解起來(lái)需要費(fèi)一定的周折。

                熟悉C的程序員都用過(guò)指針,對(duì)指針可謂愛(ài)之深恨之切。指針是指向一塊內(nèi)存地址的內(nèi)存數(shù)據(jù)(有些拗口),也就是說(shuō)指針本身是一個(gè)占用4字節(jié)內(nèi)存的int(32 位系統(tǒng)內(nèi)),而這個(gè)int值恰恰又是另一塊內(nèi)存的地址。比如"hello"這個(gè)字串,存放在@0x0000F000這個(gè)地址到@0x0000F005這段內(nèi)存區(qū)域內(nèi)(包括0x00的結(jié)束字節(jié))。而在@0x0000FFF0到@0x0000FFF03這四個(gè)字節(jié)內(nèi)存放著一個(gè)int,這個(gè)int的值是 @0x0000F000。這樣就形成了一個(gè)指向"hello"字串的指針。

                在Java中,很多人說(shuō)沒(méi)有指針,事實(shí)上,在Java更深層次里,到處都是大師封裝好的精美絕倫的指針。為了更容易的講解Java中關(guān)于類和類型的調(diào)用,Java中出現(xiàn)了值與引用的說(shuō)法。淺顯的來(lái)說(shuō),我們可以認(rèn)為Java中的引用與C中的指針等效(其實(shí)差別非常非常大,但是為了說(shuō)明我們今天的問(wèn)題,把他們理解為等效是沒(méi)有任何問(wèn)題的)。

                所謂傳引用的說(shuō)法是為了更好的講解調(diào)用方式。基于上面對(duì)指針的理解,我們不難看出,指針其實(shí)也是一個(gè)int值,所謂傳引用,我們是復(fù)制了復(fù)制了指針的int值進(jìn)行傳遞。為了便于理解,我們可以姑且把指針看作一種數(shù)據(jù)類型,透明化指針的int特性,從而提出傳引用的概念。

                重申一遍:Java中只有傳值。

                1所謂傳值和傳引用

                傳值和傳引用的問(wèn)題一直是Java里爭(zhēng)論的話題。與C++不同的,Java里面沒(méi)有指針的概念,Java的設(shè)計(jì)者巧妙的對(duì)指針的操作進(jìn)行了管理。事實(shí)上,在懂C++的Java程序員眼中,Java到處都是精美絕倫的指針。
          下面舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,說(shuō)明什么是傳值,什么是傳引用。
          //例1
          void method1(){
          int x=0;
          this.change(x);
          System.out.println(x);
          }

          void change(int i){
          i=1;
          }

                很顯然的,在mothod1中執(zhí)行了change(x)后,x的值并不會(huì)因?yàn)閏hange方法中將輸入?yún)?shù)賦值為1而變成1,也就是說(shuō)在執(zhí)行change(x)后,x的值z(mì)依然是0。這是因?yàn)閤傳遞給change(int i)的是值。這就是最簡(jiǎn)單的傳值。
          同樣的,進(jìn)行一點(diǎn)簡(jiǎn)單的變化。
          //例2
          void method1(){
          StringBuffer x=new StringBuffer("Hello");
          this.change(x);
          System.out.println(x);
          }

          void change(StringBuffer i){
          i.append(" world!");
          }
                看起來(lái)沒(méi)什么變化,但是這次mothed1中執(zhí)行了change (x)后,x的值不再是"Hello"了,而是變成了"Hello world!"。這是因?yàn)閤傳遞給change(i)的是x的引用。這是最經(jīng)典的傳引用。
          似乎有些奇怪了,兩段程序沒(méi)有特別的不同,可是為什么一個(gè)傳的是值而另一個(gè)傳的是引用呢?......

                2非要搞清楚傳值還是傳引用的問(wèn)題嗎?

                搞清楚這自然是有必要的,不然我也不需要寫這么多了,不過(guò)的確沒(méi)有到"非要"的地步。


                首先,如果我們不太關(guān)心什么是傳值什么是傳引用,我們一樣能寫出漂亮的代碼,但是這些代碼在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)存在著極大的隱患。全局變量是讓大家深惡痛絕(又難以割舍)的東西,原因就是使用全局變量要特別注意數(shù)據(jù)的保護(hù)。如果在多線程的程序里使用全局變量簡(jiǎn)直就等于跟自己過(guò)不去。不了解傳值和傳引用的問(wèn)題,跟使用全局變量不考慮數(shù)據(jù)保護(hù)的罪過(guò)是不相上下下的,甚至有時(shí)候比它還要糟。你會(huì)莫名其妙,為什么我的返回參數(shù)沒(méi)有起作用,為什么我傳進(jìn)去的參數(shù)變成了這樣......?
          一個(gè)例子:
          //例3
          void mothed1(){
          int x=0;
          int y=1;
          switchValue(x,y);
          System.out.println("x="+x);
          System.out.println("y="+y);
          }
          void switchValue(int a,int b){

          int c=a;
          a=b;
          b=c;
          }
                上面是一個(gè)交換a,b值的函數(shù),看起來(lái)似乎蠻正確的,但是這個(gè)函數(shù)永遠(yuǎn)也不會(huì)完成你想要的工作。
                還有一個(gè)例子:
          //例4
          StringBuffer a=new StringBuffer("I am a ");
          StringBuffer b=a;
          a.append("after append");
          a=b;
          System.out.println("a="+a);
          在編程過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,一個(gè)變量的值要被臨時(shí)改變一下,等用完之后再恢復(fù)到開(kāi)始的值。就好像上面的例子,a為了保持它的值,使用b=a做賦值,之后a被改變,再之后a把暫存在b里面的值取回來(lái)。這是我們一廂情愿的想法,而事實(shí)上,這段代碼執(zhí)行后,你會(huì)發(fā)現(xiàn)a的值已經(jīng)改變了。
          以上是兩個(gè)最簡(jiǎn)單的例子,真正的程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中,比這要復(fù)雜的情況每天都會(huì)遇到。

                3類型和類

                Java 提出的思想,在Java里面任何東西都是類。但是Java里面同時(shí)還有簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型int,byte,char,boolean,與這些數(shù)據(jù)類型相對(duì)應(yīng)的類是Integer,Byte,Character,Boolean,這樣做依然不會(huì)破壞Java關(guān)于任何東西都是類的提法。這里提到數(shù)據(jù)類型和類似乎和我們要說(shuō)的傳值和傳引用的問(wèn)題無(wú)關(guān),但這是我們分辨?zhèn)髦岛蛡饕玫幕A(chǔ)。

                4試圖分辨?zhèn)髦颠€是傳引用

                為什么是"試圖分辨"呢?很簡(jiǎn)單,傳值和傳引用的問(wèn)題無(wú)處不在,但是似乎還沒(méi)有人能正統(tǒng)的給出標(biāo)準(zhǔn),怎樣的就是值拷貝調(diào)用,怎樣的就是引用調(diào)用。面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,我們更多的應(yīng)該是來(lái)自平時(shí)積累對(duì)Java的理解。
                回過(guò)頭來(lái),我們分析一下上面的幾個(gè)例子:
                先看例1,即使你不明白為什么,但是你應(yīng)該知道這樣做肯定不會(huì)改變x的值。為了方便說(shuō)明,我們給例子都加上行號(hào)。
          //例1
          1 void method1(){
          2   int x=0;
          3   this.change(x);
          4 }
          5
          6 void change(int i){
          7 i=7;
          8}
                讓我們從內(nèi)存的存儲(chǔ)方式看一下x和I之間到底是什么關(guān)系。
                在執(zhí)行到第2行的時(shí)候,變量x指向一個(gè)存放著int 0的內(nèi)存地址。

                變量x---->[存放值0]

                執(zhí)行第3行調(diào)用change(x)方法的時(shí)候,內(nèi)存中是這樣的情形:x把自己值在內(nèi)存中復(fù)制一份,然后變量i指向這個(gè)被復(fù)制出來(lái)的0。

                變量x---->[存放值0]
                                  ↓進(jìn)行了一次值復(fù)制
                變量x---->[存放值0]

                這時(shí)候再執(zhí)行到第7行的時(shí)候,變量i的被賦值為7,而這一步的操作已經(jīng)跟x沒(méi)有任何關(guān)系了。

                變量x---->[存放值0]
                       
                變量x---->[存放值7]

                說(shuō)到這里應(yīng)該已經(jīng)理解為什么change(x)不能改變x的值了吧?因?yàn)檫@個(gè)例子是傳值的。
          那么,試著分析一下為什么例三中的switchValue()方法不能完成變量值交換的工作?
          再看例2。
          //例2
          1void method1(){
          2 StringBuffer x=new StringBuffer("Hello");
          3 this.change(x);
          4}
          5
          6void change(StringBuffer i){
          7 i.append(" world!");
          8}
                例2似乎和例1從代碼上看不出什么差別,但是執(zhí)行結(jié)果卻是change(x)能改變x的值。依然才從內(nèi)存的存儲(chǔ)角度來(lái)看看例2的蹊蹺在哪里。
          在執(zhí)行到第2行時(shí)候,同例1一樣,x指向一個(gè)存放"Hello"的內(nèi)存空間。

                變量x---->[存放值"Hello"]

                接下來(lái)執(zhí)行第三行change(x),注意,這里就與例1有了本質(zhì)的不同:調(diào)用change(x)時(shí),變量i也指向了x指向的內(nèi)存空間,而不是指向x的一個(gè)拷貝。

                變量x "
                        -->[存放值"Hello"]
                變量x /

                于是,第7行對(duì)i調(diào)用append方法,改變i指向的內(nèi)存空間的值,x的值也就隨之改變了。

                變量x "
                        -->[追加為"Hello World!"]
                變量x /

                為什么x值能改變呢?因?yàn)檫@個(gè)例子是傳引用的。
          這幾個(gè)例子是明白了,可是很多人會(huì)開(kāi)始有另一個(gè)疑問(wèn)了:這樣看來(lái),到底什么時(shí)候是傳的值什么時(shí)候是傳得引用呢?于是,我們前面講到的類型和類在這里就派上了用場(chǎng)對(duì)于參數(shù)傳遞,如果是簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型,那么它傳遞的是值拷貝,對(duì)于類的實(shí)例它傳遞的是類的引用。需要注意的是,這條規(guī)則只適用于參數(shù)傳遞。為什么這么說(shuō)呢?我們看看這樣一個(gè)例子:
          //例5
          String str="abcdefghijk";
          str.replaceAll("b","B");
                這兩句執(zhí)行后,str的內(nèi)容依然是"abcdefghijk",但是我們明明是對(duì)str操作的,為什么是這樣的呢?因?yàn)閟tr的值究竟會(huì)不會(huì)被改變完全取決于replaceAll這個(gè)方法是怎么實(shí)現(xiàn)的。類似的,有這樣一個(gè)例子:
          //例6
          1 void method1() {
          2 StringBuffer x = new StringBuffer("Hello");
          3 change1(x);
          4 System.out.println(x);
          5 }
          6
          7 void method2() {
          8 StringBuffer x = new StringBuffer("Hello");
          9 change2(x);
          10 System.out.println(x);
          11 }
          12
          13 void change1(StringBuffer sb) {
          14 sb.append(" world!");
          15 }
          16
          17 void change2(StringBuffer sb) {
          18 sb = new StringBuffer("hi");
          19 sb.append(" world!");
          20 }
                調(diào)用method1(),屏幕打印結(jié)果為:"Hello world!"
          調(diào)用method2(),我們認(rèn)為結(jié)果應(yīng)該是"hi world",因?yàn)閟b傳進(jìn)來(lái)的是引用。可是實(shí)際執(zhí)行的結(jié)果是"Hello"!
          難道change2()又變成傳值了?!其實(shí)change1()和change2()的確都是通過(guò)參數(shù)傳入引用,但是在方法內(nèi)部因?yàn)樘幚矸椒ǖ牟煌菇Y(jié)果大相徑庭。我們還是從內(nèi)存的角度分析:
          執(zhí)行method1()和change1()不用再多說(shuō)了,上面的例子已經(jīng)講解過(guò),這里我們分析一下method2()和change2()。
                程序執(zhí)行到第8行,x指向一個(gè)存放著"Hello"的內(nèi)存空間。

                變量x---->[存放值"Hello"]

                第9行調(diào)用change2,將sb指向x指向的內(nèi)存空間,也就是傳入x的引用。

                變量x "
                        -->[存放值"Hello"]
                變量x /

                到這里為止還沒(méi)有什么異樣,接下來(lái)執(zhí)行18行,這里就出現(xiàn)了類似傳入值拷貝的變化:new 方法并沒(méi)有改變sb指向內(nèi)存的內(nèi)容,而是在內(nèi)從中開(kāi)辟了一塊新的空間存放串"hi",同時(shí)sb指向了這塊空間。

                變量x---->[存放值"Hello"]
                      ×原有的引用被切斷
                變量x---->[另一塊存放"hi"的空間]

                接下來(lái)再對(duì)sb進(jìn)行append已經(jīng)和x沒(méi)有任何關(guān)系了。
          所以,還有一條不成規(guī)則的規(guī)則:對(duì)于函數(shù)調(diào)用,最終效果是什么完全看函數(shù)內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。比較標(biāo)準(zhǔn)的做法是如果會(huì)改變引用的內(nèi)容,則使用void作為方法返回值,而不會(huì)改變引用內(nèi)容的則在返回值中返回新的值。
          雖然已經(jīng)說(shuō)了這么多,但是感覺(jué)傳值還是傳引用的問(wèn)題依然沒(méi)有完全說(shuō)清楚。因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題本身就是很難歸納總結(jié)的問(wèn)題,所以更多的理解要靠平時(shí)的積累和形成。下面幾個(gè)例子,給大家嘗試進(jìn)行分析。
          //例7,打印結(jié)果是什么?
          public static void main(String[] args) {
          int a;
          int b;
          StringBuffer c;
          StringBuffer d;
          a = 0;
          b = a;
          c = new StringBuffer("This is c");
          d = c;

          a = 2;
          c.append("!!");

          System.out.println("a=" + a);
          System.out.println("b=" + b);
          System.out.println("c=" + c);
          System.out.println("d=" + d);
          }

          //例8,打印結(jié)果是什么?
          public class Test{

                  public static void main(String[] args) {

                   StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello ");

                   System.out.println("Before change, sb = " + sb);

                   changeData(sb);

                   System.out.println("After changeData(n), sb = " + sb);

               }

               

                  public static void changeData(StringBuffer strBuf) {

                      StringBuffer sb2 = new StringBuffer("Hi ");

                      strBuf = sb2;

                      sb2.append("World!");

               }

          }

          如果本文對(duì)您有幫助并且要鼓勵(lì)我的話,請(qǐng)掃描如下二維碼支持本人的勞動(dòng)成果,多謝了!


          posted on 2009-03-24 18:21 lau 閱讀(1824) 評(píng)論(5)  編輯  收藏 所屬分類: J2SE

          Feedback

          # re: 語(yǔ)言深入:java中究竟是傳值還是傳引用 2009-03-24 19:31 witbrave

          “×原有的引用被切斷”,原來(lái)是這么回事,這個(gè)應(yīng)該標(biāo)紅色。這個(gè)用C++/C中指針的用法也是一樣的作用吧。看你研究得那么深,請(qǐng)問(wèn)一下,參數(shù)傳遞時(shí)的“拷貝”(一種低效率的做法)在Java中是否存在,何時(shí)發(fā)生?  回復(fù)  更多評(píng)論   

          # re: 語(yǔ)言深入:java中究竟是傳值還是傳引用 2009-03-26 15:57 lau

          對(duì)基本數(shù)據(jù)類型賦值存儲(chǔ)了實(shí)際的值,而并非指向一個(gè)對(duì)象。
          參數(shù)拷貝是不存在的,應(yīng)該說(shuō)成是值拷貝  回復(fù)  更多評(píng)論   

          # re: 語(yǔ)言深入:java中究竟是傳值還是傳引用 2010-04-20 11:16 lau

          基本類型的表面特征就是第一個(gè)字母小寫。
          8種byte char short int long float double boolean  回復(fù)  更多評(píng)論   

          # re: 語(yǔ)言深入:java中究竟是傳值還是傳引用 2010-04-20 11:32 lau

          String就相當(dāng)于是char[]的包裝類。包裝類的特質(zhì)之一就是在對(duì)其值進(jìn)行操作時(shí)會(huì)體現(xiàn)出其對(duì)應(yīng)的基本類型的性質(zhì)。在參數(shù)傳遞時(shí)對(duì)這些包裝類的值操作實(shí)際上都是通過(guò)對(duì)其對(duì)應(yīng)的基本類型操作而實(shí)現(xiàn)的。在參數(shù)傳遞時(shí),包裝類采用的是傳值的方式,而不是傳地址的方式,所以函數(shù)中的值改變并不會(huì)影響原來(lái)的值。  回復(fù)  更多評(píng)論   

          # re: 語(yǔ)言深入:java中究竟是傳值還是傳引用 2011-03-07 19:02 lau

          這種講法不夠科學(xué),在Nicholas的javascript for web developers中講得比較科學(xué)  回復(fù)  更多評(píng)論   

          主站蜘蛛池模板: 抚州市| 古浪县| 章丘市| 连州市| 通海县| 喜德县| 安图县| 简阳市| 铜山县| 绥中县| 贺州市| 宣恩县| 郸城县| 兴化市| 婺源县| 怀宁县| 庄河市| 木兰县| 萨迦县| 合阳县| 永新县| 伊宁市| 渝北区| 辰溪县| 长泰县| 安康市| 湘潭市| 望都县| 梓潼县| 连南| 绥江县| 嘉义市| 内黄县| 金阳县| 肃南| 临洮县| 林西县| 平陆县| 济宁市| 高安市| 南召县|