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1.14 值传递与引用传递的区别
方法调用是编程语言中非常重要的一个特性,在方法调用的时候,通常需要传递一些参数来完成特定的功能。Java语言提供了两种参数传递的方式:值传递和引用传递。
值传递:在方法调用中,实参会把它的值传递给形参,形参只是用实参的值初始化一个临时的存储单元,因此形参与实参虽然有着相同的值,但是却有着不同的存储单元,因此对形参的改变不会影响实参的值。
引用传递:在方法调用中,传递的是对象(也可以看作是对象的地址),这时候形参与实参的对象指向的是同一块存储单元,因此对形参的修改就会影响实参的值。
在Java语言中,原始数据类型在传递参数的时候都是按值传递的,而包装类型是按引用传递的。
下面通过一个例子来介绍按值传递和按引用传递的区别。
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程序运行结果为:
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按引用传递其实跟传递指针类似,是把对象的地址作为参数的,如图1-4所示。
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图1-4 值传递与引用传递的区别
为了便于理解,假设1和“Hello”存储的地址分别为0X12345678和0XFFFFFF12。在调用方法testPassParameter的时候,由于i为基本类型,因此参数是按值传递的,此时会创建一个i的副本,该副本与i有相同的值,把这个副本作为参数赋值给n,作为传递的参数。而StringBuffer由于是一个类,因此按引用传递,传递的是它的引用(传递的是存储“Hello”的地址)。
图1-4中,在testPassParameter内部修改的是n的值,这个值与i是没关系的。但是在修改ss1的时候,修改的是ss1这个地址指向的字符串,由于形参ss1与实参s1指向的是同一块存储空间,因此修改ss1后,s1指向的字符串也被修改了。
下面再从另外一个角度出发来对引用传递进行详细分析:
对于变量s1而言,它是一个字符串对象的引用,引用的字符串的值是“Hello”,而变量s1的值为0X12345678(可以理解为是“Hello”的地址,或者“Hello”的引用),那么在方法调用时,参数传递的其实就是s1值的一个副本(0X12345678),如图1-4所示,ss1的值也为0X12345678。如果在方法调用的过程中通过ss1(字符串的引用或地址)来修改字符串的内容,因为s1与ss1指向同一个字符串,所以,通过ss1对字符串的修改对s1也是可见的。但是方法中对ss1值的修改对s1是没有影响的,如下例所示:
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程序的运行结果为:
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对运行结果分析可知,在testPassParameter方法中,依然假设“Hello”的地址为0XFFFFFF12(实际上是s1的值),在方法调用的时候,首先把s1的副本传递给ss1,此时ss1的值也为0XFFFFFF12,通过调用ss1=new StringBuffer("World")语句实际上是改变了ss1的值(ss1指向了另外一个字符串“World”),但是对形参ss1值的改变对实参s1没有影响,虽然ss1被改变“World”的引用(或者“World”的地址),s1还是代表字符串“Hello”的引用(或可以理解为s1的值仍然是“Hello”的地址)。从这个角度出发来看,StringBuffer从本质上来讲还是值传递,它是通过值传递的方式来传递引用的。
Java中处理八种基本的数据类型用的是值传递,其他所有类型都用的是引用传递,由于这八种基本数据类型的包装类型都是不可变量,因此增加了对“按引用传递”的理解难度。下面给出一个示例来说明:
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程序的输出结果为:
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对于上述程序的前两个输出“1”和“2”,不少读者都认为Integer是按值传递的而不是按引用传递的,其实这是一个理解上的误区,上述代码传递的还是引用(引用是按值传递的),只是由于Integer是不可变类,因此没有提供改变它的值的方法,在上例中,在执行b++后,由于Integer是不可变类,因此此时会创建一个新值为2的Integer赋值给b,此时b与a其实已经没有任何关系了。
下面通过程序后面的两个输出来加深对“按引用传递”的理解。为了理解后面两个输出结果,首先必须理解引用也是按值传递的。为了便于理解,假设s1和s2指向字符串的地址分别为0X12345678和0XFFFFFF12,那么在调用方法changeStringBuffer的时候,传递s1与s2的引用就可以理解为传递了两个地址0X12345678和0XFFFFFF12,而且这两个地址是按值传递的(即传递了两个值,ss1为0X12345678,ss2为0XFFFFFF12),在调用方法ss1.append("World")的时候,会修改ss1所指向的字符串的值,因此会修改调用者s1的值,得到的输出结果为“Hello World”。但是在执行ss2=ss1的时候,只会修改ss2的值而对s2毫无影响,因此s2的值在调用前后保持不变。为了便于理解,图1-5给出了函数调用的处理过程。
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图1-5 不变量的引用传递
从图1-5中可以看出,在传递参数的时候相当于传递了两个地址,然后调用ss1.append("World")修改了这个地址所指向的字符串的值,而在调用ss2=ss1时,相当于修改了函数changeStringBuffer内部的局部变量ss2,这个修改与ss1没关系。