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            woaidongmao

            文章均收錄自他人博客,但不喜標題前加-[轉貼],因其丑陋,見諒!~
            隨筆 - 1469, 文章 - 0, 評論 - 661, 引用 - 0
            數據加載中……

            語言深入:java中究竟是傳值還是傳引用

            首先,推薦對Java有一定理解的同仁一本書《Practical Java》。在《Practical Java》中也有一個章節介紹Java中關于傳值和傳引用的問題,堪稱經典

            Practical Java

            Java中,事實上底層工作原理不存在傳引用的概念,這也象《Practical Java》中所說的那樣,Java中只有傳值。這句話理解起來需要費一定的周折。

            熟悉C程序員都用過指針,對指針可謂愛之深恨之切。指針是指向一塊內存地址的內存數據(有些拗口),也就是說指針本身是一個占用4字節內存的int32 系統內),而這個int值恰恰又是另一塊內存的地址。比如"hello"這個字串,存放在@0x0000F000這個地址到@0x0000F005這段內存區域內(包括0x00的結束字節)。而在@0x0000FFF0@0x0000FFF03這四個字節內存放著一個int,這個int的值是 @0x0000F000。這樣就形成了一個指向"hello"字串的指針。

            Java中,很多人說沒有指針,事實上,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中關于類和類型的調用,Java中出現了值與引用的說法。淺顯的來說,我們可以認為 Java中的引用與C中的指針等效(其實差別非常非常大,但是為了說明我們今天的問題,把他們理解為等效是沒有任何問題的)。

            所謂傳引用的說法是為了更好的講解調用方式。基于上面對指針的理解,我們不難看出,指針其實也是一個int值,所謂傳引用,我們是復制了復制了指針的int值進行傳遞。為了便于理解,我們可以姑且把指針看作一種數據類型,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

            傳值和傳引用的問題一直是Java里爭論的話題。與C++不同的,Java里面沒有指針的概念,Java的設計者巧妙的對指針的操作進行了管理。事實上,在懂C++Java程序員眼中,Java到處都是精美絕倫的指針。
            下面舉個簡單的例子,說明什么是傳值,什么是傳引用。
            //
            1
            void method1(){
            int x=0;
            this.change(x);
            System.out.println(x);
            }

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

            很顯然的,在mothod1中執行了change(x)后,x的值并不會因為change方法中將輸入參數賦值為1而變成1,也就是說在執行change(x)后,x的值z依然是0。這是因為x傳遞給change(int i)的是值。這就是最簡單的傳值。
            同樣的,進行一點簡單的變化。
            //
            2
            void method1(){
            StringBuffer x=new StringBuffer("Hello");
            this.change(x);
            System.out.println(x);
            }

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

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

            搞清楚這自然是有必要的,不然我也不需要寫這么多了,不過的確沒有到"非要"的地步。
            首先,如果我們不太關心什么是傳值什么是傳引用,我們一樣能寫出漂亮的代碼,但是這些代碼在運行過程中可能會存在著極大的隱患。
            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據的保護。如果在多線程的程序里使用全局變量簡直就等于跟自己過不去。不了解傳值和傳引用的問題,跟使用全局變量不考慮數據保護的罪過是不相上下下的,甚至有時候比它還要糟。你會莫名其妙,為什么我的返回參數沒有起作用,為什么我傳進去的參數變成了這樣......
            一個例子:
            //
            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;
            }
            上面是一個交換a,b值的函數,看起來似乎蠻正確的,但是這個函數永遠也不會完成你想要的工作。
            還有一個例子:
            //
            4
            StringBuffer a=new StringBuffer("I am a ");
            StringBuffer b=a;
            a.append("after append");
            a=b;
            System.out.println("a="+a);
            在編程過程中,經常會遇到這種情況,一個變量的值要被臨時改變一下,等用完之后再恢復到開始的值。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。這是我們一廂情愿的想法,而事實上,這段代碼執行后,你會發現a的值已經改變了。
            以上是兩個最簡單的例子,真正的程序開發過程中,比這要復雜的情況每天都會遇到。

            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里面同時還有簡單數據類型:int,byte,char,boolean,與這些數據類型相對應的類是IntegerByteCharacterBoolean,這樣做依然不會破壞Java關于任何東西都是類的提法。
            這里提到數據類型和類似乎和我們要說的傳值和傳引用的問題無關,但這是我們分辨傳值和傳引用的基礎

            4
            試圖分辨傳值還是傳引用

            為什么是"試圖分辨"呢?很簡單,傳值和傳引用的問題無處不在,但是似乎還沒有人能正統的給出標準,怎樣的就是值拷貝調用,怎樣的就是引用調用。面對這個問題,我們更多的應該是來自平時積累對Java的理解。
            回過頭來,我們分析一下上面的幾個例子:
            先看例1,即使你不明白為什么,但是你應該知道這樣做肯定不會改變x的值。為了方便說明,我們給例子都加上行號。
            //
            1
            1 void method1(){
            2   int x=0;
            3   this.change(x);
            4 }
            5
            6 void int change(int i){
            7 i=7;
            8}
            讓我們從內存的存儲方式看一下xI之間到底是什么關系。
            在執行到第2行的時候,變量x指向一個存放著int 0的內存地址。

            變量x---->[存放值0]

            執行第3行調用change(x)方法的時候,內存中是這樣的情形:x把自己值在內存中復制一份,然后變量i指向這個被復制出來的0

            變量x---->[存放值0]
                           ↓
            進行了一次值復制
            變量x---->[存放值0]

            這時候再執行到第7行的時候,變量i的被賦值為7,而這一步的操作已經跟x沒有任何關系了。

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

            說到這里應該已經理解為什么change(x)不能改變x的值了吧?因為這個例子是傳值的。
            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
            //
            2
            1void method1(){
            2 StringBuffer x=new StringBuffer("Hello");
            3 this.change(x);
            4}
            5
            6void int change(StringBuffer i){
            7 i.append(" world!");
            8}
            2似乎和例1從代碼上看不出什么差別,但是執行結果卻是change(x)能改變x的值。依然才從內存的存儲角度來看看例2的蹊蹺在哪里。
            在執行到第2行時候,同例1一樣,x指向一個存放"Hello"的內存空間。

            變量x---->[存放值"Hello"]

            接下來執行第三行change(x),注意,這里就與例1有了本質的不同:調用change(x)時,變量i也指向了x指向的內存空間,而不是指向x的一個拷貝。

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

            于是,第7行對i調用append方法,改變i指向的內存空間的值,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?因為這個例子是傳引用的。
            這幾個例子是明白了,可是很多人會開始有另一個疑問了:這樣看來,到底什么時候是傳的值什么時候是傳得引用呢?于是,我們前面講到的類型和類在這里就派上了用場:對于參數傳遞,如果是簡單數據類型,那么它傳遞的是值拷貝,對于類的實例它傳遞的是類的引用。需要注意的是,這條規則只適用于參數傳遞。為什么這么說呢?我們看看這樣一個例子:
            //
            5
            String str="abcdefghijk";
            str.replaceAll("b","B");
            這兩句執行后,str的內容依然是"abcdefghijk",但是我們明明是對str操作的,為什么是這樣的呢?因為str的值究竟會不會被改變完全取決于replaceAll這個方法是怎么實現的。類似的,有這樣一個例子:
            //
            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 }
            調用method1(),屏幕打印結果為:"Hello world!"
            調用method2(),我們認為結果應該是"hi world",因為sb傳進來的是引用。可是實際執行的結果是"Hello"
            難道change2()又變成傳值了?!其實change1()change2()的確都是通過參數傳入引用,但是在方法內部因為處理方法的不同而使結果大相徑庭。我們還是從內存的角度分析:
            執行method1()change1()不用再多說了,上面的例子已經講解過,這里我們分析一下method2()change2()
            程序執行到第8行,x指向一個存放著"Hello"的內存空間。

            變量x---->[存放值"Hello"]

            9行調用change2,將sb指向x指向的內存空間,也就是傳入x的引用。

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

            到這里為止還沒有什么異樣,接下來執行18行,這里就出現了類似傳入值拷貝的變化:new 方法并沒有改變sb指向內存的內容,而是在內從中開辟了一塊新的空間存放串"hi",同時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]

            接下來再對sb進行append已經和x沒有任何關系了。
            所以,還有一條不成規則的規則:對于函數調用,最終效果是什么完全看函數內部的實現。比較標準的做法是如果會改變引用的內容,則使用void作為方法返回值,而不會改變引用內容的則在返回值中返回新的值。
            雖然已經說了這么多,但是感覺傳值還是傳引用的問題依然沒有完全說清楚。因為這個問題本身就是很難歸納總結的問題,所以更多的理解要靠平時的積累和形成。下面幾個例子,給大家嘗試進行分析。
            //
            7,打印結果是什么?
            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);
            }

            //
            8,打印結果是什么?
            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!");

                 }

            }

            posted on 2009-06-15 13:03 肥仔 閱讀(164) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Web-后臺

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