详解java参数传递中值传递与引用传递

本文深入解析Java中的参数传递机制,区分值传递与引用传递的区别,通过实例演示基本类型与对象类型参数传递的不同行为,以及final修饰符的影响。

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言简意赅的介绍java中值传递与参数传递

1.值传递与引用传递的定义

值传递:
方法调用时,实际参数把它的值传递给对应的形式参数,函数接收的是原始值的一个copy,此时内存中存在两个相等的基本类型,即实际参数和形式参数,后面方法中的操作都是对形参这个值的修改,不影响实际参数的值。

引用传递:
也称为传地址。方法调用时,实际参数的引用(地址,而不是参数的值)被传递给方法中相对应的形式参数,函数接收的是原始值的内存地址;在方法执行中,形参和实参内容相同,指向同一块内存地址,方法执行中对引用的操作将会影响到实际对象。

1.基本类型作为参数传递

1.1基本类型作为参数传递时,是传递值的拷贝,无论你怎么改变这个拷贝,原值是不会改变的

/**
 * @author wang7
 *测试java中值的传递
 */
public class ValueTest {
	public static void main(String[] args) {
		 int a = 1;

	     System.out.println("Before a = " + a);

	     changeData(a);

	     System.out.println("After change a = " + a);
	}
	//测试基本数据类型变为参数传递时值的变化
	private static void changeData(int a) {
		// TODO Auto-generated method stub
		a = 10;
	}
}
//输出结果:
//Before a = 1
//After change a = 1
1.2堆栈信息

这种类型如int=3的形式来定义,称为自动变量。自动变量存在的是字面值,即不是类的实例,也不是类的引用。a 是一个指向int类型的引用,指向3这个字面值。这些字面值的数据由于大小可知,生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退了,字段值就消失了),处于追求速度的原因就存在栈中。

2.对象作为参数传递

2.1.对象作为参数传递时,是把对象在内存中的地址拷贝了一份传给了参数。
/**
 * @author wang7
 *参数为引用类型时值的传递
 */
public class ValueTest {
	 public static void main(String[] args) {

	    StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello ");

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

	    changeData(sb);

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

	}

	   public static void changeData(StringBuffer strBuf) {

	   strBuf.append("World!");

	   }
}
//输出结果:
//Before sb = Hello 
//After sb = Hello World!

2.2堆栈信息:

未执行 strBuf.append(“World!”);的堆栈中的信息,现在这种情况下引用变量作为参数传递时传递的是地址

在Java中对象作为参数传递时,是把对象在内存中的地址拷贝了一份传给了参数。
/**
 * @author wang7
 *参数为引用类型时值的传递
 */
public class ValueTest {
	public static void main(String[] args) {

        StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello ");

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

        changeData(sb);

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

    }     

       public static void changeData(StringBuffer strBuf) {

           strBuf = new StringBuffer("HHH ");

           strBuf.append("World!");

    }

}
堆栈信息

在这里插入图片描述

3.特别注意final修饰的类

这里要特殊考虑String,以及Integer、Double等基本类型包装类,它们的类前面都有final修饰,为不可变的类对象,每次操作(new或修改值)都是新生成一个对象,对形参的修改时,实参不受影响,与值传递的效果类似,但实际上仍是引用传递。

总结:

1)基本类型变量作为方法中的参数,进行的值传递,对形参的修改不影响实参的原来的值;
2)非final修饰的类、数组、接口作为方法中的参数,进行的传递,对形参修改后实参也会改变,因为二者指向的是同一个实例;
3)final修饰的类作为方法中的参数,因为final的存在初始化后值不可变,每次操作都相当于产生一个新的实例对象,因此对形参修改时,实参也不受影响。

1. 简单类型是按传递的   Java 方法的参数是简单类型的时候,是按传递的 (pass by value)。这一点我们可以通过一个简单的例子来说明: /* 例 1 */ /** * @(#) Test.java * @author fancy */ public class Test { public static void test(boolean test) { test = ! test; System.out.println("In test(boolean) : test = " + test); } public static void main(String[] args) { boolean test = true; System.out.println("Before test(boolean) : test = " + test); test(test); System.out.println("After test(boolean) : test = " + test); } } 运行结果: Before test(boolean) : test = true In test(boolean) : test = false After test(boolean) : test = true   不难看出,虽然在 test(boolean) 方法改变了传进来的参数,但对这个参数源变量本身并没有影响,即对 main(String[]) 方法里的 test 变量没有影响。那说明,参数类型是简单类型的时候,是按传递的。以参数形式传递简单类型的变量时,实际上是将参数作了一个拷贝传进方法函数的,那么在方法函数里再怎么改变其,其结果都是只改变了拷贝的,而不是源。   2. 什么是引用   Java 是传还是传引用,问题主要出在对象的传递上,因为 Java 简单类型没有引用。既然争论提到了引用这个东西,为了搞清楚这个问题,我们必须要知道引用是什么。   简单的说,引用其实就像是一个对象的名字或者别名 (alias),一个对象在内存会请求一块空间来保存数据,根据对象的大小,它可能需要占用的空间大小也不等。访问对象的时候,我们不会直接是访问对象在内存的数据,而是通过引用去访问。引用也是一种数据类型,我们可以把它想象为类似 C 语言指针的东西,它指示了对象在内存的地址——只不过我们不能够观察到这个地址究竟是什么。   如果我们定义了不止一个引用指向同一个对象,那么这些引用是不相同的,因为引用也是一种数据类型,需要一定的内存空间来保存。但是它们的是相同的,都指示同一个对象在内存的位置。比如 String a = "Hello"; String b = a;   这里,a 和 b 是不同的两个引用,我们使用了两个定义语句来定义它们。但它们的是一样的,都指向同一个对象 "Hello"。也许你还觉得不够直观,因为 String 对象的本身是不可更改的 (像 b = "World"; b = a; 这种情况不是改变了 "World" 这一对象的,而是改变了它的引用 b 的使之指向了另一个 String 对象 a)。那么我们用 StringBuffer 来举一个例子: /* 例 2 */ /** * @(#) Test.java * @author fancy */ public class Test { public static void main(String[] args) { StringBuffer a = new StringBuffer("Hello"); StringBuffer b = a; b.append(", World"); System.out.println("a is " + a); } } 运行结果: a is Hello, World   这个例子 a 和 b 都是引用,当改变了 b 指示的对象的的时候,从输出结果来看,a 所指示的对象的也改变了。所以,a 和 b 都指向同一个对象即包含 "Hello" 的一个 StringBuffer 对象。   这里我描述了两个要点: 引用是一种数据类型,保存了对象在内存的地址,这种类型即不是我们平时所说的简单数据类型也不是类实例(对象); 不同的引用可能指向同一个对象,换句话说,一个对象可以有多个引用,即该类类型的变量。   3. 对象是如何传递的呢   关于对象的传递,有两种说法,即“它是按传递的”和“它是按引用传递的”。这两种说法各有各的道理,但是它们都没有从本质上去分析,即致于产生了争论。   既然现在我们已经知道了引用是什么东西,那么现在不妨来分析一下对象作是参数是如何传递的。还是先以一个程序为例: /* 例 3 */ /** * @(#) Test.java * @author fancy */ public class Test { public static void test(StringBuffer str) { str.append(", World!"); } public static void main(String[] args) { StringBuffer string = new StringBuffer("Hello"); test(string); System.out.println(string); } } 运行结果:   Hello, World!   test(string) 调用了 test(StringBuffer) 方法,并将 string 作为参数传递了进去。这里 string 是一个引用,这一点是勿庸置疑的。前面提到,引用是一种数据类型,而且不是对象,所以它不可能按引用传递,所以它是按传递的,它么它的究竟是什么呢?是对象的地址。   由此可见,对象作为参数的时候是按传递的,对吗?错!为什么错,让我们看另一个例子: /* 例 4 */ /** * @(#) Test.java * @author fancy */ public class Test { public static void test(String str) { str = "World"; } public static void main(String[] args) { String string = "Hello"; test(string); System.out.println(string); } }   运行结果: Hello   为什么会这样呢?因为参数 str 是一个引用,而且它与 string 是不同的引用,虽然它们都是同一个对象的引用。str = "World" 则改变了 str 的,使之指向了另一个对象,然而 str 指向的对象改变了,但它并没有对 "Hello" 造成任何影响,而且由于 string 和 str 是不同的引用,str 的改变也没有对 string 造成任何影响,结果就如例所示。   其结果是推翻了参数传递的说法。那么,对象作为参数的时候是按引用传递的了?也错!因为上一个例子的确能够说明它是按传递的。   结果,就像光到底是波还是粒子的问题一样,Java 方法的参数是按什么传递的问题,其答案就只能是:即是按传递也是按引用传递,只是参照物不同,结果也就不同。   4. 正确看待传还是传引用的问题   要正确的看待这个问题必须要搞清楚为什么会有这样一个问题。   实际上,问题来源于 C,而不是 Java。   C 语言有一种数据类型叫做指针,于是将一个数据作为参数传递给某个函数的时候,就有两种方式:传,或是传指针,它们的区别,可以用一个简单的例子说明: /* 例 5 */ /** * @(#) test.c * @author fancy */ void SwapValue(int a, int b) { int t = a; a = b; b = t; } void SwapPointer(int * a, int * b) { int t = * a; * a = * b; * b = t; } void main() { int a = 0, b = 1; printf("1 : a = %d, b = %d/n", a, b); SwapValue(a, b); printf("2 : a = %d, b = %d/n", a, b); SwapPointer(&a, &b); printf("3 : a = %d, b = %d/n", a, b); } 运行结果: 1 : a = 0, b = 1 2 : a = 0, b = 1 3 : a = 1, b = 0   大家可以明显的看到,按指针传递参数可以方便的修改通过参数传递进来的,而按传递就不行。   当 Java 成长起来的时候,许多的 C 程序员开始转向学习 Java,他们发现,使用类似 SwapValue 的方法仍然不能改变通过参数传递进来的简单数据类型的,但是如果是一个对象,则可能将其成员随意更改。于是他们觉得这很像是 C 语言/传指针的问题。但是 Java 没有指针,那么这个问题就演变成了传/传引用的问题。可惜将这个问题放在 Java 进行讨论并不恰当。   讨论这样一个问题的最终目的只是为了搞清楚何种情况才能在方法函数方便的更改参数并使之长期有效。   Java ,改变参数有两种情况,第一种,使用赋号“=”直接进行赋使其改变,如例 1 和例 4;第二种,对于某些对象的引用,通过一定途径对其成员数据进行改变,如例 3。对于第一种情况,其改变不会影响到方法该方法以外的数据,或者直接说源数据。而第二种方法,则相反,会影响到源数据——因为引用指示的对象没有变,对其成员数据进行改变则实质上是改变的该对象。   5. 如何实现类似 swap 的方法   传还是传引用的问题,到此已经算是解决了,但是我们仍然不能解决这样一个问题:如果我有两个 int 型的变量 a 和 b,我想写一个方法来交换它们的,应该怎么办?   结论很让人失望——没有办法!因此,我们只能具体情况具体讨论,以经常使用交换方法的排序为例: /** 例 6 */ /** * @(#) Test.java * @author fancy */ public class Test { public static void swap(int[] data, int a, int b) { int t = data[a]; data[a] = data[b]; data[b] = t; } public static void main(String[] args) { int[] data = new int[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { data[i] = (int) (Math.random() * 100); System.out.print(" " + data[i]); } System.out.println(); for (int i = 0; i < 9; i++) { for (int j = i; j data[j]) { swap(data, i, j); } } } for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.print(" " + data[i]); } System.out.println(); } } 运行结果(情况之一): 78 69 94 38 95 31 50 97 84 1 1 31 38 50 69 78 84 94 95 97   swap(int[] data, int a, int b) 方法在内部实际上是改变了 data 所指示的对象的成员数据,即上述讨论的第二种改变参数的方法。希望大家能够举一反三,使用类似的方法来解决相关问题。
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