为什么 Java 只有值传递?【代码示例简单易懂】

508 阅读3分钟

⾸先回顾⼀下在程序设计语⾔中有关将参数传递给⽅法(或函数)的⼀些专业术语。

按值调⽤(call by value):表示⽅法接收的是调⽤者提供的值。

按引⽤调⽤(call by reference):表示⽅法接收的是调⽤者提供的变量地址。

⼀个⽅法可以修改传递引⽤所对应的变量值,⽽不能修改传递值调⽤所对应的变量值。 它⽤来描述各种程序设计语⾔(不只是 Java)中⽅法参数传递⽅式。

Java 程序设计语⾔总是采⽤按值调⽤。也就是说,⽅法得到的是所有参数值的⼀个拷⻉,也就是说,⽅法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。

下⾯通过 3 个例⼦来给⼤家说明

example 1

public static void main(String[] args) {
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;
    swap(num1, num2);
    System.out.println("num1 = " + num1);
    System.out.println("num2 = " + num2);
}

public static void swap(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    System.out.println("a = " + a);
    System.out.println("b = " + b);
}

结果:

a = 20 b = 10 num1 = 10 num2 = 20

解析: 在 swap ⽅法中,a、b 的值进⾏交换,并不会影响到 num1、num2。因为,a、b 中的值,只是从 num1、num2 的复制过来的。也就是说,a、b 相当于 num1、num2 的副本,副本的内容⽆论怎么修改,都不会影响到原件本身。

9d3bf22e9c9a409b999fa723ff6ae5d8_tplv-k3u1fbpfcp-watermark.png

通过上⾯例⼦,我们已经知道了⼀个⽅法不能修改⼀个基本数据类型的参数,⽽对象引⽤作为参数就不⼀样,请看 example2.

example 2

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
    System.out.println(arr[0]);
    change(arr);
    System.out.println(arr[0]);
}

public static void change(int[] array) {
    // 将数组的第⼀个元素变为0
    array[0] = 0;
}

结果:

1 0

解析:

3837806028b7401baf7e614e7a59f0d1_tplv-k3u1fbpfcp-watermark.png

array 被初始化 arr 的拷⻉也就是⼀个对象的引⽤,也就是说 array 和 arr 指向的是同⼀个数组对象。 因此,外部对引⽤对象的改变会反映到所对应的对象上。

通过 example2 我们已经看到,实现⼀个改变对象参数状态的⽅法并不是⼀件难事。理由很简单,⽅法得到的是对象引⽤的拷⻉,对象引⽤及其他的拷⻉同时引⽤同⼀个对象。 很多程序设计语⾔(特别是,C++和 Pascal)提供了两种参数传递的⽅式:值调⽤和引⽤调⽤。

有些程序员(甚⾄本书的作者)认为 Java 程序设计语⾔对对象采⽤的是引⽤调⽤,实际上,这种理解是不对的。由于这种误解具有⼀定的普遍性,所以下⾯给出⼀个反例来详细地阐述⼀下这个问题。

example 3

public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    Student s1 = new Student("⼩张");
    Student s2 = new Student("⼩李");
    Test.swap(s1, s2);
    System.out.println("s1:" + s1.getName());
    System.out.println("s2:" + s2.getName());
}

public static void swap(Student x, Student y) {
    Student temp = x;
    x = y;
    y = temp;
    System.out.println("x:" + x.getName());
    System.out.println("y:" + y.getName());
}

结果:

x:⼩李 y:⼩张 s1:⼩张 s2:⼩李

解析: 交换之前:

53db73e7c550477f83a61cdf62b9c243_tplv-k3u1fbpfcp-watermark.png

交换之后:

ce26cc1fb7e245b68c2f5399adccbe33_tplv-k3u1fbpfcp-watermark.png

通过上⾯两张图可以很清晰的看出: ⽅法并没有改变存储在变量 s1 和 s2 中的对象引⽤。swap⽅法的参数 x 和 y 被初始化为两个对象引⽤的拷⻉,这个⽅法交换的是这两个拷⻉。

Java 程序设计语⾔对对象采⽤的不是引⽤调⽤,实际上,对象引⽤是按 值传递的。 下⾯再总结⼀下 Java 中⽅法参数的使⽤情况:

  1. ⼀个⽅法不能修改⼀个基本数据类型的参数(即数值型或布尔型)。
  2. ⼀个⽅法可以改变⼀个对象参数的状态。
  3. ⼀个⽅法不能让对象参数引⽤⼀个新的对象。

参考: 《Java 核⼼技术卷 Ⅰ》基础知识第⼗版第四章 4.5 ⼩节