今天读《重构》P279,
Separate Query from Modifier,将查询函数和修改函数分离。
问题的产生
突然想到 Java 的传对象作为参数的方法到底是 传引用调用,还是 传值调用?修改参数,会不会影响实参呢?
下面两个代码是不是等效的呢?
//用新值覆盖旧值,并返回
publicStudent updateStudentInfo(Student newStudent , Student stu){
stu.sex=newStudent.sex;returnstu;
}
Student Tom= newStudent(boy);
Tom= updateStudentInfo(newStudent(girl), Tom);//此时可爱的Tom 就从 boy 变成了 girl 了...
我就在想,如果写成下面这样是不是也对呢?
//用新值覆盖旧值
public voidupdateStudentInfo(Student newStudent , Student stu){
stu.sex=newStudent.sex;
}
Student Girl= newStudent(girl);
Student Tom= newStudent(boy);
updateStudentInfo(Girl, Tom);//此时,Tom就应该变成 女的了...
然后,我在网络上收集了几个例子,很有意思。
有趣的例子
例子1:交换参数值
例子1 (原文1):
上面的结果让人很失望,虽然形参对象e1,e2的内容交换了,但实参对象worker,manager并没有互换内容。这里面最重要的原因就在于形参e1,e2是实参worker,manager的地址拷贝。
大家都知道,在Java中对象变量名实际上代表的是对象在堆中的地址(专业术语叫做对象引用 )。在Java方法调用的时候,参数传递的是对象的引用。重要的是,形参和实参所占的内存地址并不一样,形参中的内容只是实参中存储的对象引用的一份拷贝。
如果大家对JVM内存管理中Java栈 的局部变量区 有所了解的话(可以参见《 Java 虚拟机体系结构 》),就很好理解上面这句话。在JVM运行上面的程序时,运行main方法和swap方法,会在Java栈中先后push两个叫做栈帧 的内存空间。main栈帧中有一块叫局部变量区的内存用来存储实参对象worker和manager的引用。而swap栈帧中的局部变量区则存储了形参对象e1和e2的引用。虽然e1和e2的引用值分别与worker和manager相同,但是它们占用了不同的内存空间。当e1和e2的引用发生交换时,下面的图很清晰的看出完全不会影响worker和manager的引用值。
以上是第一个例子。做了个很准确也很有原理性的图,也写出了一个很有意思的现象:交换函数的参数值,似乎并不影响实参。然而,真理到此为止,原文却进一步引申出“Java是传值调用”的鬼话。
例子2:更改参数对象的值
为什么这么说呢,我们再看例子2(原文2):
public classtest {public static voidmain(String[] args) {
Circle c= newCircle();
c.r= 1;
bigger(c);
System.out.println(c.r);
}public static voidbigger(Circle c2){
c2.r= 3;
}classCircle{intr;
}
输出:3
为什么会是3,看上面的原理图,一目了然。 形参 c2 虽然本身的内存值是 变量 c 的内存值的复制值,但是 c2 和 c 引用的却是【同一个对象】!此时你对 c2变量做修改: c2.r =3 ,改来改去,改的永远都是“躺在堆上”的那个对象。等 bigger 函数执行完,该函数的栈帧被释放,c2 烟消云散,但它做的更改却遗留了下来。然后你再访问 c.r 其实访问的就是刚才被修改的“躺在堆上”的对象,因为 c 引用的还是“躺在堆上”的 那个对象。
注意理解Java语言中的“引用(Reference)”一词。个人认为类似C/C++的指针。还要注意 Java 的变量和它的值,二者的区别。尤其是类和对象,二者的区别。例子2 中的 Circle c 其实只是个 变量,也就是个引用而已,类似C/C++的指针,存储的是 堆上new 出来的 Circle实例 的地址值 0x33445566。理解了这个,那么 形参 Circle c2 也就很好理解,就是另外一个 变量,也是个引用,类似C/C++的指针,存储的是 还是堆上 new 出来的那个 Circle 实例的内存地址 0x33445566。
所以,从例子2可以看出,bigger 函数 是传引用调用的,bigger 函数没有改变实参 c 的值(实参/变量 c 的值其实是躺在堆上的对象的内存地址,并没有变化),但是改变了实参 c 所引用的对象的值。
综合上面2个例子,互相印证可以发现,原文2 的一条"结论"有误:
5.总结:
(1)一个方法不能修改一个基本数据类型的参数(即数值型和布尔类型值)。对
(2)一个方法可以通过对象参数对其引用的对象状态进行操控。对
(3)一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。错
从例子1可以看出,在方法 swap 中,形参 e1 和 e2 都引用了一个新的对象的(互相调换了彼此的引用对象)。
我的结论
综上,我的结论就是(这TM也是每本教材里的废话):
对于Java的基本数据类型的参数,函数是传值调用。
对于Java的非基本数据类型的参数,函数是传引用调用。
为什么我用“传”字,我觉得“传”字更准确,更易理解。给函数传过去的是个“引用”,你是改变引用本身呢(例子1),还是改变引用指向的对象呢(例子2),都可以,悉听尊便。
另外,为什么文章1会得出错误的结论,很明显是因为文章1在 swap 函数中 交换引用的值,根本没有修改引用的对象。
打个不恰当的比方:就是两个小偷一直在交换彼此手里的钥匙,却没有动两个房间里的东西。然后你就说这俩小偷能力不行,这不是冤枉人么。
其实,说句体外话,这两条结论可以用一条概况,那就是第2条,因为 基本数据类型和字符串常量,比如3,4,"Hello",Java的处理方式是全都放到公共的堆上,如果有
String var1 = "World";
String var2= "World";int var3 = 999;int var4 = 999;
其实,var1 和 var2 ,var3 和 var4 都指向的堆上的 同一个东西。如果这些基本变量出现在形参和实参中,勉强也可以算是“按引用调用吧”。
钥匙与房间的比喻
最后的最后,再次用那个小偷和钥匙作比喻:
Circle c = new Circle()
Java的变量 Circle c 就类似房间钥匙,而房间本身类似 new Circle() 这种无名的存储在堆上的对象。
变量 c 就是 “new Circle() 这种无名的存储在堆上的对象” 的一个引用。
Circle c2;
c2 = c;
这类似于 给刚才的房价又配了一把钥匙。
变量 c2 就是 “new Circle() 这种无名的存储在堆上的对象” 的另外一个引用。
所以例子1里的 swap 函数,就类似于,房间A的钥匙和房间B的钥匙开门能力调换了一下,本来房间A的钥匙现在可以开房间B了,原来房间B的钥匙可以开房间A了。但是并没有影响房间A和房间B里面的东西。然后就惊呼“Java是传值调用”,这是不对的。
例子2 中
Circle c = new Circle(); 这里的 c 是无名房间 new Circle() 的一把钥匙。
然后传引用给 bigger 函数,意思是将 钥匙 c 复制一把出来,叫钥匙 c2。
c2.r = 3; 意思就是用新配的钥匙 c2 去打开无名房间,偷走一台彩电(更改了c和c2共同引用的对象的值)。
public static voidbigger(Circle c2){
c2.r= 3;
}
2018年10月26日